redisson分布式锁原理

最新推荐文章于 2025-05-26 23:37:43 发布

@程序员小袁

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分类专栏： JAVA Redis 文章标签：分布式

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分布式锁的引入

在单机单线程环境中，程序运行无须担心并发问题，一切都按部就班；而在单机多线程情况下，JUC包中提供的锁机制已能很好地解决并发问题，为代码保驾护航。但随着业务规模扩大，系统逐步转向分布式架构，传统的单机锁（如JUC锁）就显得不足，因为数据往往分布在多个节点上。如果继续采用单机锁机制，只能锁定单个节点，而无法防止跨节点的数据重复操作。以秒杀场景为例，若高并发请求没有得到妥善处理，就可能引发超卖问题，这时分布式锁就显得尤为必要。

基于Redis实现分布式锁

初步实现：SETNX加锁

初期方案中，我们可以使用Redis的SETNX key value命令来加锁。该命令只有在key不存在时才会设置成功，返回值为整数：1代表成功，0代表失败。业务执行完毕后，通过删除该key释放锁。
防止死锁：设置超时时间

但这种方案存在风险：如果在加锁后节点突然宕机，锁无法释放，导致后续其它节点无法加锁，形成死锁。为此，我们需要为锁设置超时时间。简单地将加锁和设置超时拆成两个操作依然无法保证原子性，因此我们可以利用Redis的SET命令扩展参数，将加锁和设置过期时间整合为一条原子命令。
```
// 仅在key不存在时设置值，并同时设置10秒的过期时间
SET mykey myvalue EX 10 NX
```
这样可以在加锁的同时为锁添加超时保护，防止因节点故障导致锁永久存在。
解决解锁安全问题

如果没有唯一标识，不同线程可能会错误地释放非自己加的锁。为避免这种情况，我们在加锁时加入唯一标识，在释放锁前验证标识是否匹配。由于验证与删除若分开执行将失去原子性，故可以使用Lua脚本来保证这一步骤的原子性。
续期机制的必要性

另外，如果业务处理时间超过锁的过期时间，锁会被提前释放，从而产生并发问题。因此，除了加锁和解锁的原子性，还需要在业务执行过程中对锁进行续期，确保业务完成前锁不会失效。

分布式锁应满足的四个核心条件

为确保分布式锁的有效性，其实现通常应满足以下要求：

互斥性：在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。
无死锁：即使客户端在持有锁期间崩溃，也能保证其他客户端能继续获取锁。
锁的归属：加锁和解锁必须由同一客户端完成，防止错误释放。
容错性：只要大部分Redis节点正常运行，客户端就能正确获取和释放锁。

这四个条件共同保证了无论是加锁还是解锁，都必须以原子操作为前提。

Redisson分布式锁的实现原理

Redisson提供了一套完善的分布式锁方案，其核心特点包括：

原子性保障：加锁与解锁均通过Lua脚本实现，确保操作不可拆分。
重入机制：如果同一线程多次请求加锁，系统会增加重入计数，并在解锁时逐步释放。
锁续期机制：Redisson会在后台启动异步线程，定期检查并延长锁的过期时间（默认30秒），确保业务处理过程中锁不会意外失效。
等待唤醒策略：未获得锁的线程会进入等待队列，当锁释放后，通过发布订阅机制唤醒等待线程竞争锁。

下面展示一个Redisson实现分布式锁的示例代码：

// 1. 构造Redisson的必要配置，指定服务器地址、密码和数据库信息
Config config = new Config();
config.useSingleServer()
      .setAddress("IP地址加端口号")
      .setPassword("密码")
      .setDatabase(0);

// 2. 创建RedissonClient实例
RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);

// 3. 获取锁对象（注意：获取锁的顺序不一定是严格FIFO）
RLock rLock = redissonClient.getLock(lockKey);
try {
    /**
     * 4. 尝试获取锁：
     * waitTimeout：尝试获取锁的最大等待时间，超过则认为获取失败；
     * leaseTime  ：锁的持有时间，超过后锁会自动失效（建议设置大于业务执行时间）
     */
    boolean res = rLock.tryLock((long) waitTimeout, (long) leaseTime, TimeUnit.SECONDS);
    if (res) {
        // 成功获取锁后执行业务逻辑
    }
} catch (Exception e) {
    throw new RuntimeException("获取锁失败");
} finally {
    // 无论业务执行结果如何，最终都需要释放锁
    rLock.unlock();
}