Redis:Redisson看门狗续锁实现分布式锁的原理，及如何避坑

文章介绍了Redis在微服务场景下用于实现分布式锁的机制，强调了互斥性、锁过期时间和可重入性等关键要求。RedissonLock的tryLock和unlock方法使用lua脚本来保证原子性操作。同时，文章提到了单实例锁的问题，如数据丢失风险，并推荐使用红锁解决集群锁问题，以及提出了业务幂等性作为兜底策略。

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简介

在微服务场景下，为了防止多个进程及线程并发访问共享资源，如支付、下单等操作，会引入分布式锁来保证业务的并发安全。

Redis实现分布式的要求

1、互斥性；

防止多个进程及线程并发访问共享资源，使得资源串行访问操作。

2、设置锁过期时间；

为了防止锁悬挂，因为服务宕机，锁不释放问题，其它请求就无法获取锁。

3、自动续锁超时时间；

防止业务超时，超过锁过期时间自动释放，打破互斥性。

4、多条指令需要原子性；

lua脚本实现多个指令的加锁、解锁及续锁的原子性。

5、可重入性；

使用线程ID信息来保证同一线程请求锁的可重入性。

6、锁误删：自己把别人持有的锁删了；

多个客户端释放锁，如何防止自己删别人的或者别人删自己申请的锁。
获取锁之前，生成全局唯一id，判断是否是自己的id来避免。

7、锁等待：发布订阅机制通知等待锁的线程；

Redisson看门狗续锁实现分布式锁

以RedissonLock为例来分析

org.redisson.RedissonLock#tryLock()org.redisson.RedissonLock#unlock的实现。

tryLock方法调用分析：

在这里插入图片描述

当锁超时时间为-1时，而且获取锁成功时，会启动看门狗定时任务自动续锁：

在这里插入图片描述

每次续锁都要判断锁是否已经被释放，如果锁续期成功，自己再次调度自己，持续续锁操作。
为了保证原子性，用lua实现的原子性加锁操作：

lua加锁流程：

在这里插入图片描述

获取锁或锁重入，lua返回nil即Java的NULL值，如果获取锁失败，则返回锁的ttl时间。

根据返回值编码的设置：
在这里插入图片描述

RedisStrictCommand<Boolean> EVAL_NULL_BOOLEAN = new RedisStrictCommand<Boolean>("EVAL", new BooleanNullReplayConvertor());

返回NULL代码获取锁成功，后续开启续锁流程，否则返回false，表示获取锁失败。

unlock方法调用分析：

在这里插入图片描述

为了保证原子性，用lua实现的原子性释放锁操作：

释放锁流程：

在这里插入图片描述

发布订阅机制是为了通知调用org.redisson.RedissonLock#lock()方法等待锁的线程。

以上我们注意到，线程id信息携带了一个UUID随机数，是为了防止集群环境下，线程ID相同导致误删问题。

为了保证原子性，用lua实现的原子性续锁操作：
在这里插入图片描述

单实例锁VS集群锁

上面介绍的锁实现只能使用于单Redis实例，不支持Redis集群。并且如果锁所在的Redis实例挂掉了之后，采用哨兵模式进行主备切换。但由于Redis的主从复制（replication）是异步的，这可能会出现在数据同步过程中，master宕机，slave来不及同步数据就被选为master，从而数据丢失。

Redis的作者提供了红锁来实现集群锁，算法思想：https://redis.io/docs/reference/patterns/distributed-locks/；