Redisson分布式锁实现原理

1. 加锁机制

核心流程

1. 尝试加锁
   • 客户端通过执行 Lua脚本 向Redis发送加锁请求，保证原子性操作。
2. 锁存储结构
   • Redis中存储的锁是一个 Hash结构：
     • Key：锁名称（唯一标识）
     • Field：客户端ID（UUID + 线程ID）
     • Value：重入次数（支持可重入锁）
3. 锁超时时间
   • 默认30秒，超时自动释放（避免死锁）。

Lua脚本

-- KEYS = 锁名称, ARGV = 超时时间（毫秒）, 客户端ID
if (redis.call('exists', KEYS) == 0) then
    redis.call('hset', KEYS, ARGV, 1);
    redis.call('pexpire', KEYS, ARGV);
    return nil;
end;
if (redis.call('hexists', KEYS, ARGV) == 1) then
    redis.call('hincrby', KEYS, ARGV, 1);
    redis.call('pexpire', KEYS, ARGV);
    return nil;
end;
return redis.call('pttl', KEYS);

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2. 锁自动续期（Watchdog）

看门狗机制

• 问题：业务执行时间超过锁超时时间，导致锁提前释放。
• 解决方案：
  1. 客户端加锁成功后，启动后台线程（Watchdog）。
  2. 每隔 超时时间的1/3（默认10秒） 自动续期锁。
  3. 业务完成后，Watchdog自动停止。

续期Lua脚本

-- KEYS = 锁名称, ARGV = 超时时间（毫秒）, 客户端ID
if (redis.call('hexists', KEYS, ARGV) == 1) then
    redis.call('pexpire', KEYS, ARGV);
    return 1;
end;
return 0;

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3. 释放锁流程

释放逻辑

1. 检查当前线程是否是锁的持有者。
2. 如果是，重入次数减1；若重入次数为0，删除锁。
3. 取消Watchdog续期任务。

Lua脚本

-- KEYS = 锁名称, Channel, ARGV = 客户端ID, 释放消息
if (redis.call('hexists', KEYS, ARGV) == 0) then
    return nil;
end;
local counter = redis.call('hincrby', KEYS, ARGV, -1);
if (counter > 0) then
    redis.call('pexpire', KEYS, ARGV);
    return 0;
else
    redis.call('del', KEYS);
    redis.call('publish', KEYS, ARGV);
    return 1;
end;
return nil;

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4. 高可用性设计

Redis部署模式

模式	特点
单节点	简单，适用于低并发场景
主从模式	主节点宕机时可能丢失锁（异步复制）
哨兵模式	自动切换主节点，提高可用性
集群模式	通过哈希槽分配锁，支持高并发和高可用

红锁（RedLock）

1. 客户端向多个Redis节点（≥3）请求加锁。
2. 多数节点（N/2+1）加锁成功时，视为成功。
3. 锁有效时间 = 锁超时时间 - 获取锁总耗时。

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5. 核心优势

• ✅ 可重入锁：同一线程可多次获取同一锁。
• ✅ 自动续期：通过Watchdog避免锁超时释放。
• ✅ 高可用：支持多种Redis部署模式。
• ✅ 锁类型丰富：公平锁、非公平锁（RLock）。

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6. 注意事项

1. 网络延迟：可能导致锁超时失效。
2. 时钟漂移：需使用NTP同步时钟。
3. 业务超时：依赖Watchdog，需避免业务无限阻塞。

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7. 业务逻辑无限阻塞处理方案

代码层面预防

措施	实现方式
业务逻辑超时控制	使用Future、线程中断机制
合理设置锁超时时间	不依赖WatchDog，直接指定超时时间

应急处理

措施	工具/技术
监控告警 + 手动释放	Redis CLI、Prometheus监控
重启服务	Kubernetes健康检查（livenessProbe）