上篇讲解了如何用 Redis 实现分布式锁的方案,它提供了简单的原语来实现基于Redis的分布式锁。然而,Redis作为分布式锁的实现方式也存在一些缺点。本文将引入Redisson来实现分布式锁。
一、Redisson是什么
Redisson是一个基于Redis的分布式Java框架。它提供了丰富的功能和工具,帮助开发者在分布式系统中解决数据共享、并发控制和任务调度等问题。通过使用Redisson,开发者可以轻松地操作Redis的分布式对象(如集合、映射、队列等),实现可靠的分布式锁机制,以及管理和调度分布式环境中的任务和服务。
Redisson提供的功能
-  分布式对象: - 分布式集合(Set、SortedSet、List)
- 分布式映射(Map)
- 分布式队列(Queue、Deque)
- 分布式锁(Lock)
- 分布式计数器(AtomicLong)
 
-  分布式限流: - 令牌桶算法(Rate Limiter)
- 漏桶算法(Rate Limiter)
 
-  分布式发布订阅: - 发布订阅模式(Pub-Sub)
- 消息监听器容器(Message Listener Container)
 
-  分布式锁和同步: - 可重入锁(ReentrantLock)
- 公平锁(FairLock)
- 联锁(MultiLock)
- 红锁(RedLock)
- 读写锁(ReadWriteLock)
- 信号量(Semaphore)
- 闭锁(CountDownLatch)
- 栅栏(CyclicBarrier)
 
-  分布式服务和任务调度: - 远程服务(Remote Service)
- 分布式任务调度器(Task Scheduler)
- 分布式延迟队列(Delayed Queue)
 
-  分布式地理空间索引(Geospatial Index): - 地理位置存储
- 地理位置搜索
 
-  分布式布隆过滤器(Bloom Filter)和可布隆过滤器(Bloom Filter)。 
-  分布式缓存: - 对Redis进行本地缓存
- Spring缓存注解支持
 
-  分布式连接池: - 支持连接池管理和维护
 
-  Redis集群和哨兵支持: - 支持Redis集群模式
- 支持Redis哨兵模式
- 对于使用Redis集群部署的场景,Redisson可以自动识别和操作集群中的多个节点,保证数据的高可用性和扩展性。而对于使用Redis哨兵模式部署的场景,Redisson可以监控并切换到可用的主从节点,实现高可靠性和容错能力。
 
-  Spring集成: - 与Spring框架的无缝集成
- 支持Spring缓存注解
 
二、Redisson分布式锁
Redisson的分布式锁的特点
-  线程安全:分布式锁可以确保在多线程和多进程环境下的数据一致性和可靠性。 
- 可重入性:同一个线程可以多次获取同一个锁,避免死锁的问题。
- 锁超时:支持设置锁的有效期,防止锁被长时间占用而导致系统出现问题。
- 阻塞式获取锁:当某个线程尝试获取锁时,如果锁已经被其他线程占用,则该线程可以选择等待直到锁释放。
- 无阻塞式获取锁:当某个线程尝试获取锁时,如果锁已经被其他线程占用,则该线程不会等待,而是立即返回获取锁失败的信息。
Redisson的分布式锁的缺点
-  单点故障:Redisson的分布式锁依赖于Redis集群,如果Redis集群出现故障或不可用,可能导致分布式锁的可靠性和可用性受到影响。因此,在使用Redisson分布式锁时,需要特别关注Redis集群的稳定性和高可用性。 
-  锁竞争:当多个线程同时请求获取分布式锁时,可能出现锁竞争的情况。如果锁竞争较为激烈,可能会导致性能下降和请求超时等问题。此外,由于Redisson分布式锁是基于Redis进行实现的,如果Redis节点的处理能力无法满足高并发的锁请求,可能会导致锁请求被延迟或阻塞。 
-  死锁风险:分布式环境下,由于网络通信、节点故障等因素,可能导致锁无法正常释放,从而引发死锁问题。需要合理设计和使用锁的超时时间、自动释放机制等来降低死锁风险。 
-  锁粒度管理:在分布式环境下,锁的粒度管理是一个重要的问题。过于细粒度的锁可能导致并发性能下降,而过于粗粒度的锁可能会影响系统的可伸缩性和并发性能。需要根据具体的业务场景和并发访问模式合理选择锁的粒度。 
-  数据一致性:使用分布式锁保证多个操作的原子性是很常见的应用场景之一。然而,分布式锁通常只能提供粗粒度的互斥访问,不能保证数据的完全一致性。在一些特定的应用场景中,可能需要额外的措施来确保数据的最终一致性。 
Redisson分布式锁源码分析
public interface RLock extends Lock, RLockAsync {
    String getName();
    void lockInterruptibly(long var1, TimeUnit var3) throws InterruptedException;
    boolean tryLock(long var1, long var3, TimeUnit var5) throws InterruptedException;
    void lock(long var1, TimeUnit var3);
    boolean forceUnlock();
    boolean isLocked();
    boolean isHeldByThread(long var1);
    boolean isHeldByCurrentThread();
    int getHoldCount();
    long remainTimeToLive();
}   RLock接口主要继承了Lock接口,它是Redisson提供的用于分布式锁的核心接口,它定义了获取锁和释放锁等方法 ,并扩展了很多方法。
如:
-  void lock(long leaseTime, TimeUnit unit)- 功能:获取锁,并设置锁的自动释放时间。
- 参数: 
    - leaseTime:锁的自动释放时间。
- unit:时间单位。
 
 
-  RFuture<Void> lockAsync(long leaseTime, TimeUnit unit)- 功能:异步方式获取锁,并设置锁的自动释放时间。
- 参数: 
    - leaseTime:锁的自动释放时间。
- unit:时间单位。
 
- 返回值:一个RFuture对象,表示异步操作的结果。
 
-  boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException- 功能:尝试在指定的等待时间内获取锁,并设置锁的自动释放时间。
- 参数: 
    - waitTime:等待获取锁的最大时间量。
- leaseTime:锁的自动释放时间。
- unit:时间单位。
 
- 返回值:如果在等待时间内成功获取锁,则返回true;否则返回false。
- 异常:如果在等待获取锁的过程中被中断,则抛出InterruptedException。
 
        通过上述方法,RLock接口提供了更多对lock()方法的拓展,使得在获取锁时可以设置自动释放时间或进行异步操作。这样可以更加灵活地控制锁的行为,适应不同场景下的需求。
        除了上述拓展,RLock接口还提供了其他方法来支持可重入锁、公平锁、红锁、读写锁等特性,以便满足更为复杂的分布式锁需求。
三、Spring Boot 整合 Redisson 分布式锁
添加Maven依赖
<!-- Redisson依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
    <version>3.16.2</version>
</dependency>
<!-- Spring Data Redis依赖 -->
<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
配置Redisson连接application.yml
spring:
  redis:
    cluster:
      nodes:
        - 127.0.0.1:7000
        - 127.0.0.1:7001
        - 127.0.0.1:7002
    password: yourRedisPassword
创建Redisson客户端
import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class RedissonConfig {
    @Value("${spring.redis.cluster.nodes}")
    private String clusterNodes;
    @Value("${spring.redis.password}")
    private String password;
    @Bean
    public RedissonClient redissonClient() {
        Config config = new Config();
        config.useClusterServers()
                .addNodeAddress(clusterNodes.split(","))
                .setPassword(password);
        return Redisson.create(config);
    }
}
使用分布式锁
        在需要使用分布式锁的地方注入RedissonClient实例,并使用getLock方法创建一个分布式锁对象(RLock)。
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;
@Service
public class SomeService {
    @Autowired
    private RedissonClient redissonClient;
    public void doSomething() {
        String lockKey = "myLock"; // 锁的key
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        try {
            lock.lock(); // 获取锁
            // 在这里执行需要加锁保护的代码
        } finally {
            lock.unlock(); // 释放锁
        }
    }
}
RLock.lock()
        使用Rlock.lock() 方法时 ,如果当前没有其他线程或进程持有该锁,那么调用线程将立即获得锁定,并继续执行后续的代码。如果其他线程或进程已经持有了该锁,那么调用线程将被阻塞,直到该锁被释放为止。
此外,Rlock.lock() 方法还具有以下特点:
- 可重入性:同一个线程可以多次调用 Rlock.lock()方法而不会造成死锁,只需确保每次lock()调用都有相应的unlock()调用与之匹配。
- 超时机制:可以通过 lock()方法中的参数设置等待锁的超时时间,避免因为无法获得锁而一直等待。
- 自动续期:当线程持有锁的时间超过设置的锁的过期时间时,Redisson 会自动延长锁的有效期,避免因为业务执行时间过长而导致锁过期。
- 防止死锁:Redisson 通过唯一标识锁的 ID 来区分不同的锁,防止发生死锁。
lock() 方法加锁流程
 
 RLock.unlock()
RLock.unlock()
 
   RLock.unlock()方法用于释放由Redission分布式锁所保护的资源。它允许持有锁的线程主动释放锁,从而允许其他线程获取该锁并访问共享资源。
注意事项:
- RLock.unlock()方法应该在保护的临界区代码执行完毕后进行调用,以确保锁的及时释放。
- 在多线程环境下,释放锁的顺序应该与获取锁的顺序相对应,以避免死锁或资源争用的问题。
- 如果当前线程没有持有锁,调用RLock.unlock()方法不会抛出异常,也不会影响其他线程。
-  如果Redisson客户端刚加锁成功,并且未指定leaseTime,后台会启动一个定时任务watchdog每隔10s检查key,key如果存在就为它⾃动续命到30s;在watchdog定时任务存在的情况下,如果不是主动释放锁,那么key将会⼀直的被watchdog这个定时任务维持加锁。但是如果客户端宕机了,定时任务watchdog也就没了,也就没有锁续约机制了,那么过完30s之后,key会⾃动被删除、key对应的锁也自动被释放了。 
unlock()方法解锁流程
四、更多内容
Spring Boot 集成 Redisson分布式锁
从原理到实践,分析 Redis 分布式锁的多种实现方案





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