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
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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)
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分布式限流:
- 令牌桶算法(Rate Limiter)
- 漏桶算法(Rate Limiter)
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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)
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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)
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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)
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分布式地理空间索引(Geospatial Index):
- 地理位置存储
- 地理位置搜索
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分布式布隆过滤器(Bloom Filter)和可布隆过滤器(Bloom Filter)。
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分布式缓存:
- 对Redis进行本地缓存
- Spring缓存注解支持
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分布式连接池:
- 支持连接池管理和维护
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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。
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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
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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:
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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。
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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。
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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- 127.0.0.1:7002password: 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;@Beanpublic 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 {@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;public void doSomething() {String lockKey = "myLock"; // 锁的keyRLock 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()
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(注解版)
从原理到实践,分析 Redis 分布式锁的多种实现方案(一)