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Redis中怎么利用Redlock实现分布式锁

2023-06-20 19:31

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Redis中怎么利用Redlock实现分布式锁,针对这个问题,这篇文章详细介绍了相对应的分析和解答,希望可以帮助更多想解决这个问题的小伙伴找到更简单易行的方法。

普通实现

说道Redis分布式锁大部分人都会想到:setnx+lua,或者知道set key value px milliseconds nx。后一种方式的核心实现命令如下:

- 获取锁(unique_value可以是UUID等)SET resource_name unique_value NX PX 30000- 释放锁(lua脚本中,一定要比较value,防止误解锁)if redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1] then    return redis.call("del",KEYS[1])else    return 0end

这种实现方式有3大要点(也是面试概率非常高的地方):

事实上这类琐最大的缺点就是它加锁时只作用在一个Redis节点上,即使Redis通过sentinel保证高可用,如果这个master节点由于某些原因发生了主从切换,那么就会出现锁丢失的情况:

  1. 在Redis的master节点上拿到了锁;

  2. 但是这个加锁的key还没有同步到slave节点;

  3. master故障,发生故障转移,slave节点升级为master节点;

  4. 导致锁丢失。

正因为如此,Redis作者antirez基于分布式环境下提出了一种更高级的分布式锁的实现方式:Redlock。笔者认为,Redlock也是Redis所有分布式锁实现方式中唯一能让面试官高潮的方式。

Redlock实现

antirez提出的redlock算法大概是这样的:

在Redis的分布式环境中,我们假设有N个Redis master。这些节点完全互相独立,不存在主从复制或者其他集群协调机制。我们确保将在N个实例上使用与在Redis单实例下相同方法获取和释放锁。现在我们假设有5个Redis master节点,同时我们需要在5台服务器上面运行这些Redis实例,这样保证他们不会同时都宕掉。

为了取到锁,客户端应该执行以下操作:

Redlock源码

redisson已经有对redlock算法封装,接下来对其用法进行简单介绍,并对核心源码进行分析(假设5个redis实例)。

POM依赖

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.redisson/redisson --><dependency>    <groupId>org.redisson</groupId>    <artifactId>redisson</artifactId>    <version>3.3.2</version></dependency>

用法

首先,我们来看一下redission封装的redlock算法实现的分布式锁用法,非常简单,跟重入锁(ReentrantLock)有点类似:

Config config = new Config();config.useSentinelServers().addSentinelAddress("127.0.0.1:6369","127.0.0.1:6379", "127.0.0.1:6389")        .setMasterName("masterName")        .setPassword("password").setDatabase(0);RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);// 还可以getFairLock(), getReadWriteLock()RLock redLock = redissonClient.getLock("REDLOCK_KEY");boolean isLock;try {    isLock = redLock.tryLock();    // 500ms拿不到锁, 就认为获取锁失败。10000ms即10s是锁失效时间。    isLock = redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS);    if (isLock) {        //TODO if get lock success, do something;    }} catch (Exception e) {} finally {    // 无论如何, 最后都要解锁    redLock.unlock();}

唯一ID

实现分布式锁的一个非常重要的点就是set的value要具有唯一性,redisson的value是怎样保证value的唯一性呢?答案是UUID+threadId。入口在redissonClient.getLock("REDLOCK_KEY"),源码在Redisson.java和RedissonLock.java中:

protected final UUID id = UUID.randomUUID();String getLockName(long threadId) {    return id + ":" + threadId;}

获取锁

获取锁的代码为redLock.tryLock()或者redLock.tryLock(500, 10000, TimeUnit.MILLISECONDS),两者的最终核心源码都是下面这段代码,只不过前者获取锁的默认租约时间(leaseTime)是LOCK_EXPIRATION_INTERVAL_SECONDS,即30s:

<T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {    internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);    // 获取锁时向5个redis实例发送的命令    return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,              // 首先分布式锁的KEY不能存在,如果确实不存在,那么执行hset命令(hset REDLOCK_KEY uuid+threadId 1),并通过pexpire设置失效时间(也是锁的租约时间)              "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; " +              // 如果分布式锁的KEY已经存在,并且value也匹配,表示是当前线程持有的锁,那么重入次数加1,并且设置失效时间              "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; " +              // 获取分布式锁的KEY的失效时间毫秒数              "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",              // 这三个参数分别对应KEYS[1],ARGV[1]和ARGV[2]                Collections.<Object>singletonList(getName()), internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));}

获取锁的命令中,

释放锁

释放锁的代码为redLock.unlock(),核心源码如下:

protected RFuture<Boolean> unlockInnerAsync(long threadId) {    // 向5个redis实例都执行如下命令    return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,            // 如果分布式锁KEY不存在,那么向channel发布一条消息            "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +                "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +                "return 1; " +            "end;" +            // 如果分布式锁存在,但是value不匹配,表示锁已经被占用,那么直接返回            "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[3]) == 0) then " +                "return nil;" +            "end; " +            // 如果就是当前线程占有分布式锁,那么将重入次数减1            "local counter = redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[3], -1); " +            // 重入次数减1后的值如果大于0,表示分布式锁有重入过,那么只设置失效时间,还不能删除            "if (counter > 0) then " +                "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[2]); " +                "return 0; " +            "else " +                // 重入次数减1后的值如果为0,表示分布式锁只获取过1次,那么删除这个KEY,并发布解锁消息                "redis.call('del', KEYS[1]); " +                "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); " +                "return 1; "+            "end; " +            "return nil;",            // 这5个参数分别对应KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]和ARGV[3]            Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), LockPubSub.unlockMessage, internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));}

关于Redis中怎么利用Redlock实现分布式锁问题的解答就分享到这里了,希望以上内容可以对大家有一定的帮助,如果你还有很多疑惑没有解开,可以关注编程网行业资讯频道了解更多相关知识。

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