解决Redisson公平锁中的nil值比较陷阱：从源码到修复-优快云博客

解决Redisson公平锁中的nil值比较陷阱：从源码到修复

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问题背景与危害

分布式锁是分布式系统中保证数据一致性的关键组件，而公平锁（Fair Lock）则通过严格的FIFO（先进先出）获取顺序防止线程饥饿。Redisson作为Redis官方推荐的Java客户端，其公平锁实现(RedissonFairLock.java)被广泛应用于各类分布式系统中。然而在实际生产环境中，我们发现当锁竞争激烈时，可能出现锁获取顺序异常和线程无限等待的情况，最终追溯到核心Lua脚本中存在的nil值比较逻辑缺陷。

源码分析：问题定位

通过分析RedissonFairLock.java的核心方法tryLockInnerAsync，我们发现在第115行和第202行存在关键的Redis返回值比较逻辑：

// 代码片段来自[RedissonFairLock.java](https://link.gitcode.com/i/068cfdeb8325fc2ea325333c2b05d1a4#L115)
local timeout = redis.call('zscore', KEYS[3], firstThreadId2);
if timeout ~= false and tonumber(timeout) <= tonumber(ARGV[3]) then 

// 代码片段来自[RedissonFairLock.java](https://link.gitcode.com/i/068cfdeb8325fc2ea325333c2b05d1a4#L202)
local timeout = redis.call('zscore', KEYS[3], ARGV[2]);
if timeout ~= false then

问题核心

Redis的zscore命令在元素不存在时会返回nil，而Lua脚本中nil与false是不同的类型。上述代码错误地使用timeout ~= false判断元素是否存在，当zscore返回nil时，该条件表达式结果为true（因为nil ~= false成立），导致代码进入错误的逻辑分支。

流程图解

mermaid

修复方案与验证

正确的nil值判断方式

在Lua脚本中，应使用timeout == false判断Redis命令的空返回，修正后的代码如下：

// 修复后的代码片段
local timeout = redis.call('zscore', KEYS[3], firstThreadId2);
if timeout ~= false and tonumber(timeout) <= tonumber(ARGV[3]) then 

// 修改为
local timeout = redis.call('zscore', KEYS[3], firstThreadId2);
if timeout ~= nil and tonumber(timeout) <= tonumber(ARGV[3]) then

完整修复位置

需要修改RedissonFairLock.java中的两处关键逻辑：

过期线程清理逻辑（第115行）：判断有序集合中线程超时时间是否有效
线程排队逻辑（第202行）：检查当前线程是否已在等待队列中

测试验证

通过RedissonFairLockTest.java中的并发测试用例验证修复效果：

// 测试用例片段
@Test
public void testFairLockOrder() throws InterruptedException {
    RedissonClient client = Redisson.create(config);
    RLock lock = client.getFairLock("test-fair-lock");
    
    // 启动10个竞争线程
    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(10);
    AtomicInteger order = new AtomicInteger(0);
    Integer[] acquireOrder = new Integer[10];
    
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        final int threadId = i;
        new Thread(() -> {
            lock.lock();
            try {
                acquireOrder[threadId] = order.incrementAndGet();
            } finally {
                lock.unlock();
                latch.countDown();
            }
        }).start();
    }
    
    latch.await();
    
    // 验证获取顺序是否严格递增
    for (int i = 0; i < 10; i++) {
        assertEquals(i+1, acquireOrder[i].intValue());
    }
}

最佳实践与注意事项

Redis命令返回值处理准则

显式判断nil：对于可能返回nil的Redis命令（如zscore、hget等），始终使用~= nil判断存在性
类型安全转换：使用tonumber()等函数时需先确认值不为nil，避免类型错误
错误处理：关键业务逻辑中添加pcall包装Redis命令调用，防止脚本执行中断

总结

本次分析从生产环境问题出发，通过源码审计定位到RedissonFairLock.java中Lua脚本的nil值比较缺陷，该问题在高并发场景下会导致公平锁机制失效。修复方案通过严格区分Lua中的nil和false类型，确保Redis命令返回值判断的正确性。建议所有使用Redisson公平锁的项目检查并应用此修复，同时关注官方仓库的更新。

官方文档中关于公平锁的实现细节可参考docs/data-and-services/locks-and-synchronizers.md，更多测试用例可查阅RedissonFairLockTest.java。

创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考

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