Redission可重试、超时续约的实现原理（源码分析）

已于 2025-02-24 19:17:38 修改
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文章标签： java
于 2025-02-22 18:25:28 首次发布
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Redission遇到其他进程已经占用资源的时候会在指定时间waitTime内进行重试。实现过程如下：

 执行获取锁的lua脚本时，会返回一个值，

如果获取锁成功，返回nil，也就是java里的null

如果获取锁失败，用语句“PTTL KEYS[1]”返回当前锁的剩余有效时间

最终返回到tryLock()函数里，成为局部变量ttl的值，

time是剩余等待时间的值，单位ms

ttl是当前锁的剩余有效时间，单位ms

用了redis里的pubsub机制：

同时在unlock()函数时候会执行一个redis指令：publish，广播该锁已经释放

 然后在tryLock()函数里会subscribe这个redis的广播，（订阅该广播，也就是订阅别人释放锁的信号）

接下来会在time的剩余时间内，等待别人释放锁的信号。当收到别人释放锁的信号，并且还在time时间内，就会再次尝试获取锁

WatchDog机制

如果未设置超时释放时间，那么会设置一个30s的默认过期时间，也就是Watchdog，然后开启一个任务(下图大红框)

每当时间到达设定等待时间的1/3时候，就会执行redis指令刷新锁的HSET的过期时间，这样就能给锁无限续期了

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可重入：利用hash结构记录线程id和重入次数。可重试：利用信号量和PubSub功能实现等待、唤醒、获取锁失败的重试机制。超时续约：利用watchDog，每隔一段时间，重置超时时间。
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### Redission 可重入分布式锁的实现机制 #### 背景介绍 在分布式环境中，为了防止多个节点同时操作共享资源而导致数据不一致的问题，通常需要引入一种同步控制机制——分布式锁。Redission 是 Redis 官方推荐的一种高效、易用的分布式锁解决方案[^1]。 #### 可重入锁的概念 可重入锁是指同一个线程可以多次获取同一把锁而不发生死锁的情况。这种特性允许线程在其已经持有的锁内部再次申请该锁，而不会因为重复加锁导致阻塞。Redission 的 `RLock` 接口实现了这一功能，并通过 Redis 的原子性和 Lua 脚本保障其一致性[^4]。 --- #### Redission 可重入锁的核心实现原理 ##### 1. 锁的状态管理 Redission 使用 Redis 中的 Hash 数据结构来存储锁的信息。Hash 结构中的字段如下： - **Key**: 表示锁的存在与否。 - **Field (小 Key)**: 存储持有锁的客户端唯一标识符（通常是线程 ID 或会话 ID）。 - **Value**: 记录锁的持有次数（即重入计数器）。每次线程重新进入锁时，此值都会增加；当线程退出锁时，此值减少直到变为零，则释放锁[^3]。 ##### 2. 加锁流程 以下是 Redission 获取可重入锁的主要逻辑： ```java // 尝试获取锁 boolean isLock = lock.tryLock(1, 10, TimeUnit.SECONDS); ``` - 当某个线程调用 `tryLock()` 方法时，Redission 首先会在 Redis 上创建一个带有过期时间的键值对作为锁。 - 如果当前线程已经是锁的拥有者（即 Field 对应的 Value 已存在），则直接更新重入计数器并延长锁的有效期。 - 否则，尝试设置新的锁记录。如果成功，则初始化重入计数器为 1。 Lua 脚本用于确保整个过程的原子性，避免因网络延迟或其他异常情况引发的竞争条件。 ##### 3. 解锁流程 解锁的过程同样依赖于 Lua 脚本来完成： ```java lock.unlock(); ``` - 线程在调用 `unlock()` 方法时，首先检查自己是否是锁的实际持有者。 - 若确实是持有者，则将对应的重入计数器减一。 - 如果计数器降为零，则删除锁的相关记录，正式释放锁。 需要注意的是，只有真正的锁持有者才能执行解鎖动作，其他线程即使知道锁的名字也无法非法解除他人拥有的锁。 --- #### 技术细节补充 - **锁超时保护** Redission 设定了一个合理的默认超时期限，在超过该期限后未续期的情况下自动释放锁，从而避免死锁的发生。 - **高可用支持** 利用了 Redis Sentinel 或 Cluster 模式下的选举算法，使得即便部分 Redis 实例宕机也不会影响整体服务正常运行[^2]。 - **公平性与性能权衡** Redission 并未严格遵循 FIFO 的排队策略，而是优先考虑效率和吞吐量。因此，在极端负载下可能会出现轻微的不公平现象。 --- ### 总结 综上所述，Redission 的可重入分布式锁基于 Redis 的高性能特性和 Lua 脚本的一致性保障，提供了一种简单可靠的方式解决跨进程间的资源共享冲突问题。它的设计既兼顾了灵活性又不失安全性，非常适合现代微服务架构的需求。 ---
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