Redisson實現分佈式鎖(1)---原理

Redisson實現分佈式鎖(1)---原理

有關Redisson做爲實現分佈式鎖，總的分3大模塊來說。

一、Redisson實現分佈式鎖原理
二、Redisson實現分佈式鎖的源碼解析
三、Redisson實現分佈式鎖的項目代碼（能夠用於實際項目中）

本文只介紹Redisson如何實現分佈式鎖的原理。其它的會在接下來的博客講，最後有關Redisson實現分佈式鎖的項目代碼的博客中會放上項目源碼到GitHub上。

1、高效分佈式鎖

當咱們在設計分佈式鎖的時候，咱們應該考慮分佈式鎖至少要知足的一些條件，同時考慮如何高效的設計分佈式鎖，這裏我認爲如下幾點是必需要考慮的。

一、互斥

在分佈式高併發的條件下，咱們最須要保證，同一時刻只能有一個線程得到鎖，這是最基本的一點。

二、防止死鎖

在分佈式高併發的條件下，好比有個線程得到鎖的同時，尚未來得及去釋放鎖，就由於系統故障或者其它緣由使它沒法執行釋放鎖的命令,致使其它線程都沒法得到鎖，形成死鎖。

因此分佈式很是有必要設置鎖的有效時間，確保系統出現故障後，在必定時間內可以主動去釋放鎖，避免形成死鎖的狀況。

三、性能

對於訪問量大的共享資源，須要考慮減小鎖等待的時間，避免致使大量線程阻塞。

因此在鎖的設計時，須要考慮兩點。

一、鎖的顆粒度要儘可能小。好比你要經過鎖來減庫存，那這個鎖的名稱你能夠設置成是商品的ID,而不是任取名稱。這樣這個鎖只對當前商品有效,鎖的顆粒度小。

二、鎖的範圍儘可能要小。好比只要鎖2行代碼就能夠解決問題的，那就不要去鎖10行代碼了。

四、重入

咱們知道ReentrantLock是可重入鎖，那它的特色就是：同一個線程能夠重複拿到同一個資源的鎖。重入鎖很是有利於資源的高效利用。關於這點以後會作演示。

針對以上Redisson都能很好的知足，下面就來分析下它。

2、Redisson原理分析

爲了更好的理解分佈式鎖的原理，我這邊本身畫張圖經過這張圖來分析。

一、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: 一直經過while循環嘗試獲取鎖，獲取成功後，執行lua腳本，保存數據到redis數據庫。

二、watch dog自動延期機制

這個比較難理解，找了些許資料感受也並無解釋的很清楚。這裏我本身的理解就是:

在一個分佈式環境下，假如一個線程得到鎖後，忽然服務器宕機了，那麼這個時候在必定時間後這個鎖會自動釋放，你也能夠設置鎖的有效時間(不設置默認30秒），這樣的目的主要是防止死鎖的發生。

但在實際開發中會有下面一種狀況:

//設置鎖1秒過去
        redissonLock.lock("redisson", 1);
        /**
         * 業務邏輯須要諮詢2秒
         */
        redissonLock.release("redisson");

      /**
       * 線程1 進來得到鎖後，線程一切正常並無宕機，但它的業務邏輯須要執行2秒，這就會有個問題，在 線程1 執行1秒後，這個鎖就自動過時了，
       * 那麼這個時候 線程2 進來了。那麼就存在 線程1和線程2 同時在這段業務邏輯裏執行代碼，這固然是不合理的。
       * 並且若是是這種狀況，那麼在解鎖時系統會拋異常，由於解鎖和加鎖已經不是同一線程了，具體後面代碼演示。
       */

因此這個時候看門狗就出現了，它的做用就是 線程1 業務尚未執行完，時間就過了，線程1 還想持有鎖的話，就會啓動一個watch dog後臺線程，不斷的延長鎖key的生存時間。

注意 正常這個看門狗線程是不啓動的，還有就是這個看門狗啓動後對總體性能也會有必定影響，因此不建議開啓看門狗。

三、爲啥要用lua腳本呢？

這個不用多說，主要是若是你的業務邏輯複雜的話，經過封裝在lua腳本中發送給redis，並且redis是單線程的，這樣就保證這段複雜業務邏輯執行的原子性。

四、可重入加鎖機制

Redisson能夠實現可重入加鎖機制的緣由，我以爲跟兩點有關：

一、Redis存儲鎖的數據類型是 Hash類型
二、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

這裏表面數據類型是Hash類型,Hash類型至關於咱們java的 <key,<key1,value>> 類型,這裏key是指 'redisson'

它的有效期還有9秒，咱們再來看裏們的key1值爲078e44a3-5f95-4e24-b6aa-80684655a15a:45它的組成是:

guid + 當前線程的ID。後面的value是就和可重入加鎖有關。

舉圖說明

上面這圖的意思就是可重入鎖的機制，它最大的優勢就是相同線程不須要在等待鎖，而是能夠直接進行相應操做。

五、Redis分佈式鎖的缺點

Redis分佈式鎖會有個缺陷，就是在Redis哨兵模式下:

客戶端1 對某個master節點寫入了redisson鎖，此時會異步複製給對應的 slave節點。可是這個過程當中一旦發生 master節點宕機，主備切換，slave節點從變爲了 master節點。

這時客戶端2 來嘗試加鎖的時候，在新的master節點上也能加鎖，此時就會致使多個客戶端對同一個分佈式鎖完成了加鎖。

這時系統在業務語義上必定會出現問題，致使各類髒數據的產生。

缺陷在哨兵模式或者主從模式下，若是 master實例宕機的時候，可能致使多個客戶端同時完成加鎖。

說明 這篇博客主要是根據本身的開發經驗，同時也在網上找了許多資料後整理的，若是哪裏有寫的不對,但願多多指點。萬分感激!

只要本身變優秀了，其餘的事情纔會跟着好起來（中將5）