分布式锁 Redission

原创已于 2025-04-26 11:09:41 修改 · 970 阅读

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#分布式 #java #redis

于 2025-04-26 11:00:47 首次发布

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Redisson 是一个基于 Redis 的 Java 分布式框架，提供了丰富的分布式锁功能，包括 可重入锁、公平锁、联锁（MultiLock）、红锁（RedLock） 等。以下是详细说明：

1. Redisson 锁的类型

（1）可重入锁（Reentrant Lock）重点锁！！最经常用的锁！！

特点：同一个线程可以重复获取锁（避免死锁）,利用hash结构记录线程id和重入次数。
默认锁类型：Redisson 的 RLock 默认就是 可重入锁。

图1 可重入锁流程图（来源黑马）
- Lock（"lock:order:" + userId;）{
  
  threadID : 1 (锁里面只能有该线程ID可以进行重入+1-1的操作)
  
  }
  
  hash结构：锁的名字key :: 第一个获取锁的threadID :: 重入次数value;

示例：

RLock lock = redisson.getLock("myLock");
try {
    lock.trylock();      // 加锁（可重入）
    // trylock参数：1.获取锁的最大等待时间、2.锁自动释放时间，3.单位。 
    // 业务逻辑
} finally {
    lock.unlock(); // 释放锁
}

（2）公平锁（Fair Lock）

特点：按请求顺序分配锁（避免饥饿问题）。
实现：基于 Redis 的队列机制。

示例：

RLock fairLock = redisson.getFairLock("fairLock");
fairLock.lock();  // 公平加锁

（3）联锁（MultiLock）

特点：
1. 锁定多个不同的资源，原子性锁定多个资源（如订单+库存+优惠券），保证这些资源的操作要么全部成功，要么全部失败。
2. 所有锁必须在同一个 Redis 集群内（不能跨不同集群或独立节点）
用途：多资源事务场景。

示例：

RLock orderLock = redisson.getLock("order:123");
RLock stockLock = redisson.getLock("stock:456");
RLock couponLock = redisson.getLock("coupon:789");

// 联锁：必须同时锁定 order、stock、coupon
RLock multiLock = redisson.getMultiLock(orderLock, stockLock, couponLock);
multiLock.lock(); // 只有三个锁都成功才算加锁成功。

题外话：图1、2来源黑马点评，说Mutilock锁能解决主从一致问题，错误❌ ！实际上能解决这个问题的是（4）redLock。
什么是主从一致问题：当 Redis 主节点加锁成功后，如果锁数据未同步到从节点，而主节点突然宕机，从节点晋升为新主节点后，锁状态丢失，导致多个客户端同时持有锁，破坏互斥性

举个例子：

假设 Redis 采用 一主一从 架构：
客户端 A 向 主节点 申请锁 lock:order，加锁成功。
主节点 还未将锁数据同步给 从节点，就突然宕机。
从节点 自动晋升为 新主节点，但此时它没有 lock:order 的记录。
客户端 B 向 新主节点 申请同一把锁 lock:order，加锁成功。

结果：客户端 A 和客户端 B 同时持有锁，导致数据竞争或业务错误。

（4）红锁（RedLock）

特点：
1. 解决主从一致性问题：在 Redis 主从架构中，防止主节点宕机后锁信息丢失（从节点可能未同步锁数据）。
2. 基于多节点投票机制：要求多数节点（N/2 + 1）加锁成功才算真正获取锁。
原理：
1. 向多个 独立的 Redis 主节点（非主从关系）发送加锁请求。
2. 只有 多数节点（≥ N/2 +1）加锁成功，才算获取锁成功。
3. 即使部分节点宕机，锁依然有效。
缺点：
- 时钟漂移问题：如果 Redis 节点间系统时钟不同步，可能导致锁提前失效。
  - 解决方案：使用单调时钟（如 redis.time()）而非系统时钟。
- 性能开销：需向多个节点发起加锁/解锁请求，延迟较高。

再次强调说明：这里的是多个独立的redis节点！而不是同一个集群的不同redis节点。

单 Redis 实例/集群的锁

传统方式：在单个 Redis 实例或集群中获取一把锁（如 SET lock_key uuid NX EX 30）。
风险：
- 如果 Redis 主节点宕机，且锁数据未同步到从节点，新主节点可能丢失锁信息。
- 集群模式下，锁的键可能分布在不同的分片，无法保证全局一致性。

示例问题场景

客户端 A 在 Redis 主节点获取锁成功。
主节点宕机，从节点升级为新主节点，但锁数据未同步。
客户端 B 向新主节点申请同一把锁，错误地获取成功（导致两个客户端同时持有锁）。

RedLock 的解决方案

核心思想

分散风险：在多个完全独立的 Redis 节点（非主从关系）上同时申请锁，只有 多数节点（N/2 + 1） 加锁成功才算真正获取锁。

数学保证：即使部分节点宕机或网络分区，仍能保证锁的安全性。

具体流程

假设部署 5 个独立 Redis 节点（N=5）：

客户端向所有 5 个节点发送加锁请求（相同的键和随机值）。
每个节点独立执行加锁操作（SET key random_value NX PX 30000）。
客户端统计成功加锁的节点数：
- ≥ 3 个（多数）成功 → 认为加锁成功。
- < 3 个成功 → 向所有节点发送解锁请求（清理残留锁）。
锁的有效时间 = 初始 TTL - 加锁耗时（需时钟同步）。

示例：

RLock lock1 = redisson1.getLock("order");
RLock lock2 = redisson2.getLock("order");
RLock lock3 = redisson3.getLock("order");
RLock lock4 = redisson4.getLock("order");
RLock lock5 = redisson5.getLock("order");
RLock redLock = redisson.getRedLock(lock1, lock2, lock3， lock4, lock5);
redLock.lock();  // 红锁加锁

2. Redisson 锁的默认行为

默认锁类型：redisson.getLock() 返回的是 可重入非公平锁。
看门狗机制：默认加锁 30 秒，并通过后台线程自动续期（避免业务未完成锁过期）。

非阻塞尝试：可通过 tryLock() 实现非阻塞获取锁：

boolean res = lock.tryLock(10, 60, TimeUnit.SECONDS); // 等待10秒，锁60秒
// 如果这里设置了锁的时间，就不会走看门狗机制了，到期释放锁。

3. 锁的特性对比

锁类型	是否可重入	是否公平	适用场景
可重入锁（默认）	✅ 是	❌ 否	通用分布式锁
公平锁	✅ 是	✅ 是	需要按顺序获取锁的场景
联锁（MultiLock）	✅ 是	❌ 否	多资源原子操作（如分库分表事务）
红锁（RedLock）	✅ 是	❌ 否	高可用性要求（防单点故障）