Redission實現(xiàn)分布式鎖lock()和tryLock()方法的區(qū)別小結

更新時間：2024年07月31日 09:44:18 作者：bulingbuling^_^

Redisson是一種基于Redis的分布式鎖框架,提供了lock()和tryLock()兩種獲取鎖的方法,本文主要介紹了Redission實現(xiàn)分布式鎖lock()和tryLock()方法的區(qū)別小結,具有一定的參考價值,感興趣的可以了解一下

lock() 方法是阻塞獲取鎖的方式，如果當前鎖被其他線程持有，則當前線程會一直阻塞等待獲取鎖，直到獲取到鎖或者發(fā)生超時或中斷等情況才會結束等待。該方法獲取到鎖之后可以保證線程對共享資源的訪問是互斥的，適用于需要確保共享資源只能被一個線程訪問的場景。Redisson 的 lock() 方法支持可重入鎖和公平鎖等特性，可以更好地滿足多線程并發(fā)訪問的需求。

而 tryLock() 方法是一種非阻塞獲取鎖的方式，在嘗試獲取鎖時不會阻塞當前線程，而是立即返回獲取鎖的結果，如果獲取成功則返回 true，否則返回 false。Redisson 的 tryLock() 方法支持加鎖時間限制、等待時間限制以及可重入等特性，可以更好地控制獲取鎖的過程和等待時間，避免程序出現(xiàn)長時間無法響應等問題。

因此，兩種獲取鎖的方式各有優(yōu)缺點，在實際應用中需要根據(jù)具體場景和業(yè)務需求來選擇合適的方法，以確保程序的正確性和高效性。

直接看代碼例子lock.tryLock等待時間和持有時間都為0時。

    public String RedissonLock1() {
        RLock lock = redissonClient.getLock("order_lock");
        boolean success = true;
        try {
            System.out.println("獲取鎖前的時間："+LocalDateTime.now());
            // 嘗試獲取鎖，等待0秒，持有鎖0秒鐘
            success = lock.tryLock(0, 0, TimeUnit.SECONDS);
            // lock.lock(0, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.println("獲取鎖后的時間："+LocalDateTime.now());
            if (success) {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "獲取到鎖"+ LocalDateTime.now());
                // 模擬業(yè)務處理耗時
                // TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
                // 模擬業(yè)務處理耗時 大于鎖過期，可能導致非自己持有的鎖被釋放。
                TimeUnit.SECONDS.sleep(20);
            } else {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "未能獲取到鎖，已放棄嘗試");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 判斷當前線程是否持有鎖
            if (success && lock.isHeldByCurrentThread()) {
                //釋放當前鎖
                lock.unlock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "釋放鎖"+ LocalDateTime.now());
            }
        }
        return "";
    }

可以看到立即拿鎖，拿不到立即就返回

lock()方法的持有鎖時間為0時

    public String RedissonLock2() {
        RLock lock = redissonClient.getLock("order_lock");
        boolean success = true;
        try {
            System.out.println("獲取鎖前的時間："+LocalDateTime.now());
            // 嘗試獲取鎖，等待5秒，持有鎖10秒鐘
           // success = lock.tryLock(0, 0, TimeUnit.SECONDS);
            lock.lock(0, TimeUnit.SECONDS);
            System.out.println("獲取鎖后的時間："+LocalDateTime.now());
            // 模擬業(yè)務處理耗時
            // TimeUnit.SECONDS.sleep(3);
            // 模擬業(yè)務處理耗時 大于鎖過期，可能導致非自己持有的鎖被釋放。
            TimeUnit.SECONDS.sleep(20);
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 判斷當前線程是否持有鎖
            if (success && lock.isHeldByCurrentThread()) {
                //釋放當前鎖
                lock.unlock();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + "釋放鎖"+ LocalDateTime.now());
            }
        }
        return "";
    }

可以看到第二次獲取鎖時是阻塞的，等著業(yè)務處理了20s后，才獲取到鎖。

lock() 方法是阻塞獲取鎖的方式，而 tryLock() 方法是一種非阻塞獲取鎖的方式。

可以結合文章一起看看懂Redisson分布式鎖源碼，其實并不難

看門狗續(xù)約時間默認是30秒

lock() 和 tryLock()都會用的 tryAcquireAsync(),看到區(qū)別，其實核心是leaseTime是否 > 0

所以是否使用看門狗不算是tryLock和lock()的區(qū)別，可以看下面這5種情況。

            //走if (leaseTime > 0)邏輯
            lock.tryLock(5, 10, TimeUnit.SECONDS);
            lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);

            //不走if (leaseTime > 0)邏輯
            lock.tryLock(0, -1, TimeUnit.SECONDS);
            lock.lock(-1, TimeUnit.SECONDS);
            //lock()不帶參數(shù)，默認leaseTime = -1
            lock.lock();

leaseTime不大于0時，會執(zhí)行scheduleExpirationRenewal(threadId);

當oldEntry == null時，執(zhí)行renewExpiration(); 就是個定時器，即是看門狗核心邏輯了。

    private void renewExpiration() {
        ExpirationEntry ee = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
        if (ee == null) {
            return;
        }
        
        Timeout task = commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() {
            @Override
            public void run(Timeout timeout) throws Exception {
                ExpirationEntry ent = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
                if (ent == null) {
                    return;
                }
                Long threadId = ent.getFirstThreadId();
                if (threadId == null) {
                    return;
                }
                
                CompletionStage<Boolean> future = renewExpirationAsync(threadId);
                future.whenComplete((res, e) -> {
                    if (e != null) {
                        log.error("Can't update lock {} expiration", getRawName(), e);
                        EXPIRATION_RENEWAL_MAP.remove(getEntryName());
                        return;
                    }
                    
                    if (res) {
                        // reschedule itself
                        renewExpiration();
                    } else {
                        cancelExpirationRenewal(null);
                    }
                });
            }
        }, internalLockLeaseTime / 3, TimeUnit.MILLISECONDS);
        
        ee.setTimeout(task);
    }

其中有下面紅圈這段邏輯，也就是看門狗之所以在三分之一的時候執(zhí)行的原因，沒有自定義時

config.setLockWatchdogTimeout(10000); // 設置鎖的看門狗超時時間為10秒

默認就是30秒除以3 也就是10秒時執(zhí)行。

再看幾段實現(xiàn)分布式鎖核心的LUA腳本

1.拿鎖LUA。

ChaGPT解釋此段LUA：

這是 Redisson 中 RedissonLock 類實現(xiàn)的 tryLockInnerAsync() 方法。該方法用于嘗試獲取鎖，它會先檢查鎖是否已經(jīng)被其他線程持有，如果沒有被持有，則將當前線程設置為鎖的持有者，并返回 null；否則返回當前線程需要等待的時間，以便稍后再次嘗試獲取鎖。

具體地說，Lua 腳本的邏輯是這樣的：

如果鎖不存在或者鎖已經(jīng)被當前線程持有（使用 hash 存儲鎖的持有者），則將當前線程作為鎖的持有者，并且設置鎖的過期時間，并返回 null。這里的代碼具體操作包括使用 HEXISTS 命令檢查鎖的持有情況，使用 HINCRBY 命令來設置持有者和持有計數(shù)器并提高計數(shù)器的值，以及使用 PEXPIRE 命令來設置鎖的過期時間。
如果鎖已經(jīng)被其他線程持有，則返回當前線程需要等待的時間，以便稍后再次嘗試獲取鎖。這里使用 PTTL 命令來查詢鎖的過期時間，并返回給調用方。

需要注意的是，因為 tryLockInnerAsync 方法的實現(xiàn)是原子的，所以它可以保證在分布式環(huán)境下的正確性。同時，它也支持重入鎖的功能，因為它保留了鎖的持有者和持有計數(shù)器的值。

2.看門狗續(xù)租LUA

ChaGPT解釋此段LUA：

這是 Redisson 中 RedissonLock 類實現(xiàn)的 renewExpirationAsync(long threadId) 方法。該方法用于續(xù)期鎖的過期時間，以避免鎖在使用期間失效。首先，該方法會檢查當前線程是否持有鎖（通過 hash 存儲鎖的持有者），如果當前線程不是鎖的持有者，則會直接返回 false 表示續(xù)期失敗。如果當前線程是鎖的持有者，則會將鎖的過期時間重置為 internalLockLeaseTime 毫秒，并返回 true 表示續(xù)期成功。

具體來說，Lua 腳本的邏輯是這樣的：

如果當前線程不是鎖的持有者，則直接返回 0（false）。
如果當前線程是鎖的持有者，則將鎖的過期時間重置為 internalLockLeaseTime 毫秒，并返回 1（true）。

3.解鎖LUA

這是 Redisson 中 RedissonLock 類實現(xiàn)的 unlockInnerAsync(long threadId) 方法。該方法用于釋放鎖，首先它會檢查當前線程是否持有鎖（通過 hash 存儲鎖的持有者），如果當前線程不是鎖的持有者，則直接返回 null；如果當前線程是鎖的持有者，則將鎖的計數(shù)器減一，如果減完之后計數(shù)器大于 0，則續(xù)期鎖的過期時間，并返回 false 表示未成功釋放鎖；否則則刪除該鎖，并發(fā)布一個消息通知其他競爭者可以獲取到該鎖了，最后返回 true 表示成功釋放鎖。

具體來說，Lua 腳本的邏輯是這樣的：

如果當前線程不是鎖的持有者，則直接返回 null。
如果當前線程是鎖的持有者，則使用 HINCRBY 命令將鎖的計數(shù)器減一，并獲取計數(shù)器的當前值。
如果鎖的計數(shù)器大于 0，則使用 PEXPIRE 命令續(xù)期鎖的過期時間，并返回 0（false）。
如果鎖的計數(shù)器已經(jīng)為 0，則使用 DEL 命令刪除該鎖，并使用 PUBLISH 命令發(fā)布一個消息通知其他競爭者可以獲取到該鎖了，最后返回 1（true）。

4.預留了一個強制暴力解鎖的方法給用戶

//沒有釋放鎖，導致整個系統(tǒng)的性能下降甚至故障，必須強行停止這個鎖時使用lock.forceUnlock();

這是 Redisson 中 RedissonLock 類實現(xiàn)的 forceUnlockAsync() 方法。該方法用于強制釋放鎖，取消鎖定的狀態(tài)。在方法內(nèi)部，它會調用 cancelExpirationRenewal(null) 方法來停止看門狗線程的續(xù)期任務。然后使用 evalWriteAsync 方法執(zhí)行 Lua 腳本，通過將鎖的名字和訂閱通道作為參數(shù)傳入，刪除鎖并返回結果，同時發(fā)布一條消息到訂閱通道上，表示這個鎖被釋放了。

具體地說，Lua 腳本的邏輯是這樣的：