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Redisson分布式锁

發布時間：2023/12/4 综合教程 37 生活家

生活随笔收集整理的這篇文章主要介紹了 Redisson分布式锁小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.

　　實現Redis的分布式鎖，除了自己基于redis client原生api來實現之外，還可以使用開源框架：Redission，Redisson是一個企業級的開源Redis Client，也提供了分布式鎖的支持。

一、Redisson原理分析

　（1）加鎖機制　　

　　線程去獲取鎖，獲取成功: 執行lua腳本，保存數據到redis數據庫。

　　線程去獲取鎖，獲取失敗: 一直通過while循環嘗試獲取鎖，獲取成功后，執行lua腳本，保存數據到redis數據庫。

　　如果該客戶端面對的是一個redis cluster集群，他首先會根據hash節點選擇一臺機器,發送一段lua腳本到redis上.

　　lua腳本

　　Redisson源碼中，執行redis命令的是lua腳本，其中主要用到如下幾個概念。

redis.call() 是執行redis命令.
KEYS[1] 是指腳本中第1個參數
ARGV[1] 是指腳本中第一個參數的值
返回值中nil與false同一個意思。

需要注意的是，在redis執行lua腳本時，相當于一個redis級別的鎖，不能執行其他操作，類似于原子操作，也是redisson實現的一個關鍵點。

另外，如果lua腳本執行過程中出現了異常或者redis服務器直接宕掉了，執行redis的根據日志回復的命令，會將腳本中已經執行的命令在日志中刪除。

（2）鎖互斥機制

　　如果客戶端2來嘗試加鎖，執行了同樣的一段lua腳本，會咋樣呢？很簡單，第一個if判斷會執行“exists myLock”，發現myLock這個鎖key已經存在了。接著第二個if判斷，判斷一下，myLock鎖key的hash數據結構中，是否包含客戶端2的ID，但是明顯不是的，因為那里包含的是客戶端1的ID。

　　所以，客戶端2會獲取到pttl myLock返回的一個數字，這個數字代表了myLock這個鎖key的**剩余生存時間。**比如還剩15000毫秒的生存時間。此時客戶端2會進入一個while循環，不停的嘗試加鎖。

（3）watch dog自動延期機制

　　在一個分布式環境下，假如一個線程獲得鎖后，突然服務器宕機了，那么這個時候在一定時間后這個鎖會自動釋放，你也可以設置鎖的有效時間(不設置默認30秒），這樣的目的主要是防止死鎖的發生。

　　只要客戶端1一旦加鎖成功，就會啟動一個watch dog看門狗，他是一個后臺線程，會每隔10秒檢查一下，如果客戶端1還持有鎖key，那么就會不斷的延長鎖key的生存時間。

（4）可重入加鎖機制

Redisson可以實現可重入加鎖機制的原因，我覺得跟兩點有關：

1、Redis存儲鎖的數據類型是 Hash類型
2、Hash數據類型的key值包含了當前線程信息。

下面是redis存儲的數據

這里表面數據類型是Hash類型,Hash類型相當于我們java的<key,<key1,value>>類型,這里key是指 'redisson'

它的有效期還有9秒，我們再來看里們的key1值為078e44a3-5f95-4e24-b6aa-80684655a15a:45它的組成是:

guid + 當前線程的ID。后面的value是就和可重入加鎖有關。

（5）鎖釋放機制　　

如果執行lock.unlock()，就可以釋放分布式鎖，就是每次都對myLock數據結構中的那個加鎖次數減1。如果發現加鎖次數是0了，說明這個客戶端已經不再持有鎖了，此時就會用：“del myLock”命令，從redis里刪除這個key。然后呢，另外的客戶端2就可以嘗試完成加鎖了。這就是所謂的分布式鎖的開源Redisson框架的實現機制。

一般我們在生產系統中，可以用Redisson框架提供的這個類庫來基于redis進行分布式鎖的加鎖與釋放鎖。

　　Redis分布式鎖的缺點

　　redis cluster，或者是redis master-slave架構的主從異步復制導致的redis分布式鎖的最大缺陷：在redis master實例宕機的時候，可能導致多個客戶端同時完成加鎖。導致各種臟數據的產生。

二、基于redission的分布式鎖實現

　　在分布式環境中，很多場景，如：秒殺、ID生成… 都需要分布式鎖。分布式鎖的實現，可以基于redis的setnx，zk的臨時節點，redission框架　　

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.2.3</version>
</dependency>

　　　工具類RedissionUtils

public class RedissionUtils {
	private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(RedissionUtils.class);
 
	private static RedissionUtils redisUtils;
 
	private RedissionUtils() {
	}
 
	/**
	 * 提供單例模式
	 * 
	 * @return
	 */
	public static RedissionUtils getInstance() {
		if (redisUtils == null)
			synchronized (RedisUtils.class) {
				if (redisUtils == null)
					redisUtils = new RedissionUtils();
			}
		return redisUtils;
	}
 
	/**
	 * 使用config創建Redisson Redisson是用于連接Redis Server的基礎類
	 * 
	 * @param config
	 * @return
	 */
	public RedissonClient getRedisson(Config config) {
		RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
		logger.info("成功連接Redis Server");
		return redisson;
	}
 
	/**
	 * 使用ip地址和端口創建Redisson
	 * 
	 * @param ip
	 * @param port
	 * @return
	 */
	public RedissonClient getRedisson(String ip, String port) {
		Config config = new Config();
		config.useSingleServer().setAddress(ip + ":" + port);
		RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
		logger.info("成功連接Redis Server" + "	" + "連接" + ip + ":" + port + "服務器");
		return redisson;
	}
 
	/**
	 * 關閉Redisson客戶端連接
	 * 
	 * @param redisson
	 */
	public void closeRedisson(RedissonClient redisson) {
		redisson.shutdown();
		logger.info("成功關閉Redis Client連接");
	}
 
	/**
	 * 獲取字符串對象
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <T> RBucket<T> getRBucket(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RBucket<T> bucket = redisson.getBucket(objectName);
		return bucket;
	}
 
	/**
	 * 獲取Map對象
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <K, V> RMap<K, V> getRMap(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RMap<K, V> map = redisson.getMap(objectName);
		return map;
	}
 
	/**
	 * 獲取有序集合
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <V> RSortedSet<V> getRSortedSet(RedissonClient redisson,
			String objectName) {
		RSortedSet<V> sortedSet = redisson.getSortedSet(objectName);
		return sortedSet;
	}
 
	/**
	 * 獲取集合
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <V> RSet<V> getRSet(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RSet<V> rSet = redisson.getSet(objectName);
		return rSet;
	}
 
	/**
	 * 獲取列表
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <V> RList<V> getRList(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RList<V> rList = redisson.getList(objectName);
		return rList;
	}
 
	/**
	 * 獲取隊列
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <V> RQueue<V> getRQueue(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RQueue<V> rQueue = redisson.getQueue(objectName);
		return rQueue;
	}
 
	/**
	 * 獲取雙端隊列
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <V> RDeque<V> getRDeque(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RDeque<V> rDeque = redisson.getDeque(objectName);
		return rDeque;
	}
 
	/**
	 * 此方法不可用在Redisson 1.2 中 在1.2.2版本中 可用
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	/**
	 * public <V> RBlockingQueue<V> getRBlockingQueue(RedissonClient
	 * redisson,String objectName){ RBlockingQueue
	 * rb=redisson.getBlockingQueue(objectName); return rb; }
	 */
 
	/**
	 * 獲取鎖
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public RLock getRLock(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RLock rLock = redisson.getLock(objectName);
		return rLock;
	}
 
	/**
	 * 獲取原子數
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public RAtomicLong getRAtomicLong(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RAtomicLong rAtomicLong = redisson.getAtomicLong(objectName);
		return rAtomicLong;
	}
 
	/**
	 * 獲取記數鎖
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public RCountDownLatch getRCountDownLatch(RedissonClient redisson,
			String objectName) {
		RCountDownLatch rCountDownLatch = redisson
				.getCountDownLatch(objectName);
		return rCountDownLatch;
	}
 
	/**
	 * 獲取消息的Topic
	 * 
	 * @param redisson
	 * @param objectName
	 * @return
	 */
	public <M> RTopic<M> getRTopic(RedissonClient redisson, String objectName) {
		RTopic<M> rTopic = redisson.getTopic(objectName);
		return rTopic;
	}
 
}

redission連接模式

//單機
RedissonClient redisson = Redisson.create();
Config config = new Config();
config.useSingleServer().setAddress("myredisserver:6379");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
 
 
//主從
Config config = new Config();
config.useMasterSlaveServers()
    .setMasterAddress("127.0.0.1:6379")
    .addSlaveAddress("127.0.0.1:6389", "127.0.0.1:6332", "127.0.0.1:6419")
    .addSlaveAddress("127.0.0.1:6399");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
 
 
//哨兵
Config config = new Config();
config.useSentinelServers()
    .setMasterName("mymaster")
    .addSentinelAddress("127.0.0.1:26389", "127.0.0.1:26379")
    .addSentinelAddress("127.0.0.1:26319");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
 
 
//集群
Config config = new Config();
config.useClusterServers()
    .setScanInterval(2000) // cluster state scan interval in milliseconds
    .addNodeAddress("127.0.0.1:7000", "127.0.0.1:7001")
    .addNodeAddress("127.0.0.1:7002");
RedissonClient redisson = Redisson.create(config);

三、redission的各種分布式鎖

1）可重入鎖：

Redisson的分布式可重入鎖RLock，實現了java.util.concurrent.locks.Lock接口，以及支持自動過期解鎖。同時還提供了異步（Async）、反射式（Reactive）和RxJava2標準的接口。

// 最常見的使用方法
RLock lock = redisson.getLock("anyLock");
lock.lock();
//...
lock.unlock();
 
//另外Redisson還通過加鎖的方法提供了leaseTime的參數來指定加鎖的時間。超過這個時間后鎖便自動解開了。
 
// 加鎖以后10秒鐘自動解鎖
// 無需調用unlock方法手動解鎖
lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);
 
// 嘗試加鎖，最多等待100秒，上鎖以后10秒自動解鎖
boolean res = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
if (res) {
   try {
     ...
   } finally {
       lock.unlock();
   }
}

大家都知道，如果負責儲存這個分布式鎖的Redisson節點宕機以后，而且這個鎖正好處于鎖住的狀態時，這個鎖會出現鎖死的狀態。為了避免這種情況的發生，Redisson內部提供了一個監控鎖的看門狗，它的作用是在Redisson實例被關閉前，不斷的延長鎖的有效期。默認情況下，看門狗的檢查鎖的超時時間是30秒鐘，也可以通過修改Config.lockWatchdogTimeout來另行指定。

Redisson同時還為分布式鎖提供了異步執行的相關方法：

RLock lock = redisson.getLock("anyLock");
lock.lockAsync();
lock.lockAsync(10, TimeUnit.SECONDS);
Future<Boolean> res = lock.tryLockAsync(100, 10, TimeUnit.SECONDS);

RLock對象完全符合Java的Lock規范。也就是說只有擁有鎖的進程才能解鎖，其他進程解鎖則會拋出IllegalMonitorStateException錯誤。

2）公平鎖（Fair Lock）：

它保證了當多個Redisson客戶端線程同時請求加鎖時，優先分配給先發出請求的線程。所有請求線程會在一個隊列中排隊，當某個線程出現宕機時，Redisson會等待5秒后繼續下一個線程，也就是說如果前面有5個線程都處于等待狀態，那么后面的線程會等待至少25秒。使用方式同上，獲取的時候使用如下方法：

RLock fairLock = redisson.getFairLock("anyLock");

3）聯鎖（MultiLock）：

基于Redis的Redisson分布式聯鎖RedissonMultiLock對象可以將多個RLock對象關聯為一個聯鎖，每個RLock對象實例可以來自于不同的Redisson實例。

RLock lock1 = redissonInstance1.getLock("lock1");
RLock lock2 = redissonInstance2.getLock("lock2");
RLock lock3 = redissonInstance3.getLock("lock3");
 
RedissonMultiLock lock = new RedissonMultiLock(lock1, lock2, lock3);
// 同時加鎖：lock1 lock2 lock3
// 所有的鎖都上鎖成功才算成功。
lock.lock();
...
lock.unlock();
 
//另外Redisson還通過加鎖的方法提供了leaseTime的參數來指定加鎖的時間。超過這個時間后鎖便自動解開了。
 
RedissonMultiLock lock = new RedissonMultiLock(lock1, lock2, lock3);
// 給lock1，lock2，lock3加鎖，如果沒有手動解開的話，10秒鐘后將會自動解開
lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);
 
// 為加鎖等待100秒時間，并在加鎖成功10秒鐘后自動解開
boolean res = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
...
lock.unlock();

4）紅鎖（RedLock）：

基于Redis的Redisson紅鎖RedissonRedLock對象實現了Redlock介紹的加鎖算法。該對象也可以用來將多個RLock對象關聯為一個紅鎖，每個RLock對象實例可以來自于不同的Redisson實例。

RLock lock1 = redissonInstance1.getLock("lock1");
RLock lock2 = redissonInstance2.getLock("lock2");
RLock lock3 = redissonInstance3.getLock("lock3");
 
RedissonRedLock lock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3);
// 同時加鎖：lock1 lock2 lock3
// 紅鎖在大部分節點上加鎖成功就算成功。
lock.lock();
...
lock.unlock();
 
//另外Redisson還通過加鎖的方法提供了leaseTime的參數來指定加鎖的時間。超過這個時間后鎖便自動解開了。
 
RedissonRedLock lock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3);
// 給lock1，lock2，lock3加鎖，如果沒有手動解開的話，10秒鐘后將會自動解開
lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);
 
// 為加鎖等待100秒時間，并在加鎖成功10秒鐘后自動解開
boolean res = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
...
lock.unlock();

5）讀寫鎖（ReadWriteLock）：

基于Redis的Redisson分布式可重入讀寫鎖RReadWriteLock Java對象實現了java.util.concurrent.locks.ReadWriteLock接口。其中讀鎖和寫鎖都繼承了RLock接口。分布式可重入讀寫鎖允許同時有多個讀鎖和一個寫鎖處于加鎖狀態。

RReadWriteLock rwlock = redisson.getReadWriteLock("anyRWLock");
// 最常見的使用方法
rwlock.readLock().lock();
// 或
rwlock.writeLock().lock();
 
//另外Redisson還通過加鎖的方法提供了leaseTime的參數來指定加鎖的時間。超過這個時間后鎖便自動解開了。
 
// 10秒鐘以后自動解鎖
// 無需調用unlock方法手動解鎖
rwlock.readLock().lock(10, TimeUnit.SECONDS);
// 或
rwlock.writeLock().lock(10, TimeUnit.SECONDS);
 
// 嘗試加鎖，最多等待100秒，上鎖以后10秒自動解鎖
boolean res = rwlock.readLock().tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
// 或
boolean res = rwlock.writeLock().tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
...
lock.unlock();

6）信號量（Semaphore）：

基于Redis的Redisson的分布式信號量（Semaphore）Java對象RSemaphore采用了與java.util.concurrent.Semaphore相似的接口和用法。同時還提供了異步（Async）、反射式（Reactive）和RxJava2標準的接口。

RSemaphore semaphore = redisson.getSemaphore("semaphore");
semaphore.acquire();
//或
semaphore.acquireAsync();
semaphore.acquire(23);
semaphore.tryAcquire();
//或
semaphore.tryAcquireAsync();
semaphore.tryAcquire(23, TimeUnit.SECONDS);
//或
semaphore.tryAcquireAsync(23, TimeUnit.SECONDS);
semaphore.release(10);
semaphore.release();
//或
semaphore.releaseAsync();

7）可過期性信號量（PermitExpirableSemaphore）：

基于Redis的Redisson可過期性信號量（PermitExpirableSemaphore）是在RSemaphore對象的基礎上，為每個信號增加了一個過期時間。每個信號可以通過獨立的ID來辨識，釋放時只能通過提交這個ID才能釋放。它提供了異步（Async）、反射式（Reactive）和RxJava2標準的接口。

RPermitExpirableSemaphore semaphore = redisson.getPermitExpirableSemaphore("mySemaphore");
String permitId = semaphore.acquire();
// 獲取一個信號，有效期只有2秒鐘。
String permitId = semaphore.acquire(2, TimeUnit.SECONDS);
// ...
semaphore.release(permitId);

8）門閂：

基于Redisson的Redisson分布式閉鎖（CountDownLatch）Java對象RCountDownLatch采用了與java.util.concurrent.CountDownLatch相似的接口和用法。

RCountDownLatch latch = redisson.getCountDownLatch("anyCountDownLatch");
latch.trySetCount(1);
latch.await();
 
// 在其他線程或其他JVM里
RCountDownLatch latch = redisson.getCountDownLatch("anyCountDownLatch");
latch.countDown();

9）分布式AtomicLong：

RAtomicLong atomicLong = redisson.getAtomicLong("myAtomicLong");
atomicLong.set(3);
atomicLong.incrementAndGet();
atomicLong.get()

10）分布式BitSet：

RBitSet set = redisson.getBitSet("simpleBitset");
set.set(0, true);
set.set(1812, false);
set.clear(0);
set.addAsync("e");
set.xor("anotherBitset");

11）分布式Object：

RBucket<AnyObject> bucket = redisson.getBucket("anyObject");
bucket.set(new AnyObject(1));
AnyObject obj = bucket.get();
bucket.trySet(new AnyObject(3));
bucket.compareAndSet(new AnyObject(4), new AnyObject(5));
bucket.getAndSet(new AnyObject(6));

12）分布式Set：

RSet<SomeObject> set = redisson.getSet("anySet");
set.add(new SomeObject());
set.remove(new SomeObject());

13）分布式List：

RList<SomeObject> list = redisson.getList("anyList");
list.add(new SomeObject());
list.get(0);
list.remove(new SomeObject());

14）分布式Blocking Queue：

RBlockingQueue<SomeObject> queue = redisson.getBlockingQueue("anyQueue");
queue.offer(new SomeObject());
SomeObject obj = queue.peek();
SomeObject someObj = queue.poll();
SomeObject ob = queue.poll(10, TimeUnit.MINUTES);

15）分布式Map：

RMap<String, SomeObject> map = redisson.getMap("anyMap");
SomeObject prevObject = map.put("123", new SomeObject());
SomeObject currentObject = map.putIfAbsent("323", new SomeObject());
SomeObject obj = map.remove("123");
map.fastPut("321", new SomeObject());
map.fastRemove("321");
Future<SomeObject> putAsyncFuture = map.putAsync("321");
Future<Void> fastPutAsyncFuture = map.fastPutAsync("321");
map.fastPutAsync("321", new SomeObject());
map.fastRemoveAsync("321");

除此之外，還支持Multimap。

16）Map eviction：

現在Redis沒有過期清空Map中的某個entry的功能，只能是清空Map所有的entry。Redission提供了這種功能。

RMapCache<String, SomeObject> map = redisson.getMapCache("anyMap");
// ttl = 10 minutes, 
map.put("key1", new SomeObject(), 10, TimeUnit.MINUTES);
// ttl = 10 minutes, maxIdleTime = 10 seconds
map.put("key1", new SomeObject(), 10, TimeUnit.MINUTES, 10, TimeUnit.SECONDS);
// ttl = 3 seconds
map.putIfAbsent("key2", new SomeObject(), 3, TimeUnit.SECONDS);
// ttl = 40 seconds, maxIdleTime = 10 seconds
map.putIfAbsent("key2", new SomeObject(), 40, TimeUnit.SECONDS, 10, TimeUnit.SECONDS);

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Redisson分布式锁的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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