redisson源码解析-分布式可重入锁（原理篇）

约定不等于承诺〃 2023-01-09 15:48 140阅读 0赞

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### 文章目录 ###

*   *   *  前言
         *  1.使用demo
         *  2.lock原理
         *  3.unlock原理
         *  总结

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### 前言 ###

redisson作为redis的客户端，提供了特别丰富的功能，关于redisson各种功能使用文档可以看下它的[官网][Link 1]或者[github][]，它还提供了基于redis各种分布式锁的实现，比如说重入锁，读写锁，公平锁，RedLock，Semaphore等等，在redis单机，哨兵，集群模式下使用都是ok的，让人感觉就是一个字，强大。本文主要是介绍下redisson分布式可重入锁的实现原理。

### 1.使用demo ###

我这里使用的redis环境是主从集群，直接贴出demo代码

public class RedisLock { 
        private static  final Config config ;
        private static  final RedissonClient redisson ;
        static { 
            config = new Config();
            config.useClusterServers()
                    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7002/0")
                    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7005/0")
                    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7001/0")
                    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7004/0")
                    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7000/0")
                    .addNodeAddress("redis://127.0.0.1:7003/0")
                    .setPassword("123456")
                    .setConnectTimeout(1000)
                    .setTimeout(1000);
            redisson =  Redisson.create(config);
        }
        public static void main(String[] args) throws InterruptedException { 
            RLock lock = redisson.getLock("lock_name");
            try { 
                // 加锁
                lock.lock();
                // 业务逻辑
            }finally { 
                //解锁
                lock.unlock();
            }
        }
    }

这段代码首先是创建一个Config 配置类，设置使用redis集群配置，然后就把你那堆redis集群地址搞进去就可以了，它不光支持集群，还支持单机，哨兵等等。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l1YW5zaGFuZ3NoZW5naHVv_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
接着就是创建一个redisson客户端了。  
main方法里面就是使用redisson客户端创建一个RLock其实就是一个redis锁，然后使用lock 方法加锁，使用unlock方法解锁。

### 2.lock原理 ###

1.  加锁的时候会根据你的锁名字，比如说上面demo的“lock\_name”计算出来属于redis集群中的哪个槽（redis集群槽16384个），然后从集群中找出这个槽所在的master机器，接着就是根据clientId（这个就是创建客户端的时候的一个UUID）拼接上线程id生成一个key。接着就是使用一段lua脚本来加锁了，内部是使用的hash结构，key是锁名字，然后对应的map key就是clientId+线程id，map value就是1,这个1是与可重入有关的，还会设置过期时间，默认是30s。  
    我把这段加锁lua脚本弄出来

if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then 
       	redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); 
        redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
        return nil;
    end;
    if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then
        redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1);
        redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
        return nil;
    end;
    return redis.call('pttl', KEYS[1]);

稍微解释一下，KEYS\[1\] 这个东西就是你的锁名字，也就是“lock\_name”，ARGV\[2\] 就是你的clientId+线程id，ARGV\[1\]是过期时间默认是30s， 这些应该可以看懂把，exists ， hset ，pexpire都是redis的一些命令  
如果`exists 锁name` 是0 ，也就是不存在，就会执行`hset 锁name clientId+线程id 1` 这个命令与`pexpire 锁name 30000ms` （这个就是加过期时间），最后返回null，首次加锁逻辑就是这样的。  
重入锁的话就会走下面这个if，如果已经存在了，就自增1，重置一下过期时间是30s，最后return null。

1.  加锁lua脚本调用成功之后，它会创建一个定时任务(watchdog 看门狗)，每10s执行一次，不断为这个锁续期，看看如果这个锁还存在的话，就重置一下过期时间为30。  
    续期lua脚本

if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then
        redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);
        return 1;
    end;
    return 0;

KEYS\[1\] 还是那个 锁名字，ARGV\[2\]是clientId+线程id ARGV\[1\] 是过期时间。  
如果这个锁还存在，就会为它重置一下过期时间，然后return 1。

1.  这个时候其他线程或者是其他客户端尝试获取这个redis分布式锁，就会失败，然后就会返回一个ttl，这个ttl就是过期时间，其实就是上面lua脚本中`return redis.call('pttl', KEYS[1]);`这行命令产生的。它就会循环等待这个ttl时间过后，然后再尝试加下锁，如果不行再返回ttl，这个时候再等待，就是这样一直循环。

### 3.unlock原理 ###

1.  unlock其实跟加锁逻辑差不多，会根据你的锁名字，比如说上面demo的“lock\_name”计算出来属于redis集群中的哪个槽（redis集群槽16384个），然后从集群中找出这个槽所在的master机器，接着就是根据clientId（这个就是创建客户端的时候的一个UUID）拼接上线程id生成一个key。接着就是使用一段lua脚本来解锁了。

if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then
       	redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);
        return 1;
    end;
    if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then
    	return nil;
    end;
    local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1);
    if (counter > 0) then
    	redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]);
        return 0;
    else 
    	redis.call('del', KEYS[1]);
        redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]);
        return 1;
    end; 
    return nil;

KEYS\[1\]是锁名字  
KEYS\[2\]是 redisson\_lock\_\_channel:\{锁名字\} 这么一个东西，他其实也是个key，可以理解为主题， 发布订阅用的  
ARGV\[1\]是解锁的标识符  
ARGV\[2\] 过期时间  
ARGV\[3\] clientId+线程Id

第一个第二个 if 我们先不看，看下下面的先是进行-1 ，然后就会返回剩余的counter值。如果这个counter 是大于0的，说明加锁不止一次，也就是加了重入锁，这个时候就会重置一下过期时间。  
如果是counter小于等于0的话，就说明这个锁要释放了，这个时候就会删除这个key，并发布一个锁销毁的通知给那些订阅这个频道订阅者。

1.  unlock lua脚本成功之后，就会取消那个定时任务（watchdog）。

### 总结 ###

可以看到redisson 基于redis集群模式实现的分布式可重入锁是使用的hash数据结构，然后key就是你设置的那个锁名字，map key是客户端某个线程的唯一标识， map value就是重入次数。不管是加锁，重置失效时间，还是解锁，都是使用的lua脚本来做的。

[Link 1]: https://redisson.org/
[github]: https://github.com/redisson/redisson/wiki/%E7%9B%AE%E5%BD%95
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3l1YW5zaGFuZ3NoZW5naHVv_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221119/1d94bdd72a2843d790e60439e9261d13.png