一文详解分布式锁的看门狗机制
我们今天来看看这个 Redis 的看门狗机制，毕竟现在还是有很多是会使用 Redis 来实现分布式锁的，我们现在看看这个 Redis 是怎么实现分布式锁的，然后我们再来分析这个 Redis 的看门狗机制，如果没有这个机制，很多使用 Redis 来做分布式锁的小伙伴们，经常给导致死锁。
Redis 实现分布式锁
Redis实现分布式锁，最主要的就是这几个条件
获取锁
- 互斥：确保只能有一个线程获取锁
- 非阻塞：尝试一次，成功返回true，失败返回false
释放锁
- 手动释放
- 超时释放：获取锁时添加一个超时时间
上代码：
@Resource
private RedisTemplate redisTemplate;
public static final String UNLOCK_LUA;
/**
* 释放锁脚本，原子操作
*/
static {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
sb.append("if redis.call(\"get\",KEYS[1]) == ARGV[1] ");
sb.append("then ");
sb.append(" return redis.call(\"del\",KEYS[1]) ");
sb.append("else ");
sb.append(" return 0 ");
sb.append("end ");
UNLOCK_LUA = sb.toString();
}
/**
* 获取分布式锁，原子操作
* @param lockKey
* @param requestId 唯一ID, 可以使用UUID.randomUUID().toString();
* @param expire
* @param timeUnit
* @return
*/
public boolean tryLock(String lockKey, String requestId, long expire, TimeUnit timeUnit) {
try{
RedisCallback callback = (connection) -> {
return connection.set(lockKey.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), requestId.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), Expiration.seconds(timeUnit.toSeconds(expire)), RedisStringCommands.SetOption.SET_IF_ABSENT);
};
return (Boolean)redisTemplate.execute(callback);
} catch (Exception e) {
log.error("redis lock error.", e);
}
return false;
}
/**
* 释放锁
* @param lockKey
* @param requestId 唯一ID
* @return
*/
public boolean releaseLock(String lockKey, String requestId) {
RedisCallback callback = (connection) -> {
return connection.eval(UNLOCK_LUA.getBytes(), ReturnType.BOOLEAN ,1, lockKey.getBytes(Charset.forName("UTF-8")), requestId.getBytes(Charset.forName("UTF-8")));
};
return (Boolean)redisTemplate.execute(callback);
}
/**
* 获取Redis锁的value值
* @param lockKey
* @return
*/
public String get(String lockKey) {
try {
RedisCallback callback = (connection) -> {
return new String(connection.get(lockKey.getBytes()), Charset.forName("UTF-8"));
};
return (String)redisTemplate.execute(callback);
} catch (Exception e) {
log.error("get redis occurred an exception", e);
}
return null;
} 这种实现方式就是相当于我们直接使用 Redis 来自己实现的分布式锁，但是也不是没有框架给我们来实现，那就是Redission。而看门狗机制是Redission提供的一种自动延期机制，这个机制使得Redission提供的分布式锁是可以自动续期的。
为什么需要看门狗机制
分布式锁是不能设置永不过期的，这是为了避免在分布式的情况下，一个节点获取锁之后宕机从而出现死锁的情况，所以需要个分布式锁设置一个过期时间。但是这样会导致一个线程拿到锁后，在锁的过期时间到达的时候程序还没运行完，导致锁超时释放了，那么其他线程就能获取锁进来，从而出现问题。
所以，看门狗机制的自动续期，就很好地解决了这一个问题。
Redisson已经帮我们实现了这个分布式锁，我们需要的就是调用，那么我们来看看 Redisson 的源码，他是如何来实现看门狗机制的。
tryLock
RedissonLock类下:
public boolean tryLock(long waitTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
return tryLock(waitTime, -1, unit);
}- waitTime：获取锁的最大等待时间（没有传默认为-1）
- leaseTime：锁自动释放的时间（没有传的话默认-1）
- unit：时间的单位（等待时间和锁自动释放的时间单位）
@Override
public boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
long time = unit.toMillis(waitTime);
long current = System.currentTimeMillis();
long threadId = Thread.currentThread().getId();
Long ttl = tryAcquire(waitTime, leaseTime, unit, threadId);
// lock acquired
if (ttl == null) {
return true;
}
time -= System.currentTimeMillis() - current;
if (time <= 0) {
acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
return false;
}
current = System.currentTimeMillis();
RFuture subscribeFuture = subscribe(threadId);
if (!subscribeFuture.await(time, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
if (!subscribeFuture.cancel(false)) {
subscribeFuture.onComplete((res, e) -> {
if (e == null) {
unsubscribe(subscribeFuture, threadId);
}
});
}
acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
return false;
}
try {
time -= System.currentTimeMillis() - current;
if (time <= 0) {
acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
return false;
}
while (true) {
long currentTime = System.currentTimeMillis();
ttl = tryAcquire(waitTime, leaseTime, unit, threadId);
// lock acquired
if (ttl == null) {
return true;
}
time -= System.currentTimeMillis() - currentTime;
if (time <= 0) {
acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
return false;
}
// waiting for message
currentTime = System.currentTimeMillis();
if (ttl >= 0 && ttl < time) {
subscribeFuture.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
} else {
subscribeFuture.getNow().getLatch().tryAcquire(time, TimeUnit.MILLISECONDS);
}
time -= System.currentTimeMillis() - currentTime;
if (time <= 0) {
acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
return false;
}
}
} finally {
unsubscribe(subscribeFuture, threadId);
}
// return get(tryLockAsync(waitTime, leaseTime, unit));
} 上面这一段代码最主要的内容讲述看门狗机制的实际上应该算是 tryAcquire
最终落地为tryAcquireAsync
//如果获取锁失败，返回的结果是这个key的剩余有效期
RFuture ttlRemainingFuture = this.tryLockInnerAsync(waitTime, this.commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(), TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
//上面获取锁回调成功之后，执行这代码块的内容
ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {
//不存在异常
if (e == null) {
//剩余有效期为null
if (ttlRemaining == null) {
//这个函数是解决最长等待有效期的问题
this.scheduleExpirationRenewal(threadId);
}
}
});
return ttlRemainingFuture; 调用tryLockInnerAsync，如果获取锁失败，返回的结果是这个key的剩余有效期，如果获取锁成功，则返回null。
获取锁成功后，如果检测不存在异常并且获取锁成功（ttlRemaining == null）。
那么则执行this.scheduleExpirationRenewal(threadId);来启动看门狗机制。
看门狗机制提供的默认超时时间是30*1000毫秒，也就是30秒
如果一个线程获取锁后，运行程序到释放锁所花费的时间大于锁自动释放时间（也就是看门狗机制提供的超时时间30s），那么Redission会自动给redis中的目标锁延长超时时间。
在Redission中想要启动看门狗机制，那么我们就不用获取锁的时候自己定义leaseTime(锁自动释放时间)。
但是 Redisson 和我们自己定义实现分布式锁不一样，如果自己定义了锁自动释放时间的话，无论是通过lock还是tryLock方法，都无法启用看门狗机制。
所以你了解分布式锁的看门狗机制了么？
当前题目：一文详解分布式锁的看门狗机制
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