[Redis] Redisson实现分布式锁

2024-01-07 17:36:48

实现分布式锁的方式有多种,例如基于数据库、Redis、ZooKeeper 等中间件来实现,它们通常依赖于这些中间件提供的事务特性,或者命令语义来达到分布式环境下的锁效果。例如,Redis 通过 SETNX 命令配合过期时间可实现一个简单的分布式锁方案。

1.SETNX 存在的问题

虽然可以使用 SETNX 命令方便的实现分布式锁,但是 SETNX 存在以下问题:

  • 死锁问题:SETNX 如未设置过期时间,锁忘记删了或加锁线程宕机都会导致死锁,也就是分布式锁一直被占用的情况。
  • 锁误删问题:SETNX 设置了超时时间,但因为执行时间太长,所以在超时时间之内锁已经被自动释放了,但线程不知道,因此在线程执行结束之后,会把其他线程的锁误删的问题。
  • 不可重入问题:也就是说同一线程在已经获取了某个锁的情况下,如果再次请求获取该锁,则请求会失败(因为只有在第一次能加锁成功)。也就是说,一个线程不能对自己已持有的锁进行重复锁定。
  • 无法自动续期:线程在持有锁期间,任务未能执行完成,锁可能会因为超时而自动释放。SETNX 无法自动根据任务的执行情况,设置新的超时实现,以延长锁的时间。

Redisson 是一个开源的用于操作 Redis 的 Java 框架。与 Jedis 和 Lettuce 等轻量级的 Redis 框架不同,它提供了更高级且功能丰富的 Redis 客户端。它提供了许多简化 Redis 操作的高级 API,并支持分布式对象、分布式锁、分布式集合等特性。

2.Redisson 特性说明

  1. Redisson 可以设置分布式锁的过期时间,从而避免锁一直被占用而导致的死锁问题。
  2. Redisson 在为每个锁关联一个线程 ID 和重入次数(递增计数器)作为分布锁 value 的一部分存储在 Redis 中,这样就避免了锁误删和不可重入的问题。
  3. Redisson 还提供了自动续期的功能,通过定时任务(看门狗)定期延长锁的有效期,确保在业务未完成前,锁不会被其他线程获取。

3.Redisson 使用分布式锁

maven:

<dependency>
  <groupId>org.redisson</groupId>
  <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>3.25.2</version> <!-- 请根据实际情况使用最新版本 -->
</dependency>

Condig:

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
@Configuration
public class RedissonConfig {
    @Bean
    public RedissonClient redissonClient() {
        Config config = new Config();
        // 也可以将 redis 配置信息保存到配置文件
        config.useSingleServer().setAddress("redis://127.0.0.1:6379");
        return Redisson.create(config);
    }
}

Controller:

import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@RestController
public class LockController {
    @Autowired
    private RedissonClient redissonClient;
    @GetMapping("/lock")
    public String lockResource() throws InterruptedException {
        String lockKey = "myLock";
        // 获取 RLock 对象
        RLock lock = redissonClient.getLock(lockKey);
        try {
            // 尝试获取锁(尝试加锁)(锁超时时间是 30 秒)
            boolean isLocked = lock.tryLock(30, TimeUnit.SECONDS);
            if (isLocked) {
                // 成功获取到锁
                try {
                    // 模拟业务处理
                    TimeUnit.SECONDS.sleep(5);
                    return "成功获取锁,并执行业务代码";
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    // 释放锁
                    lock.unlock();
                }
            } else {
                // 获取锁失败
                return "获取锁失败";
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return "获取锁成功";
    }
}

Redisson 分布式锁的操作和 Java 中的 ReentrantLock(可重入锁)的操作很像,都是先使用 tryLock 尝试获取(非公平)锁,最后再通过 unlock 释放锁。

1.实现公平锁

Redisson 默认创建的分布式锁是非公平锁(出于性能的考虑),想要把它变成公平锁可使用以下代码实现:

RLock lock = redissonClient.getFairLock(lockKey);  

2.实现读写锁

Redisson 还可以创建读写锁,如下代码所示:

RReadWriteLock lock = redissonClient.getReadWriteLock(lockKey); // 获取读写锁
lock.readLock();  // 读锁
lock.writeLock(); // 写锁

读写锁的特点就是并发性能高,它是允许多个线程同时获取读锁进行读操作的,也就是说在没有写锁的情况下,读取操作可以并发执行,提高了系统的并行度。但写锁则是独占式的,同一时间只有一个线程可以获得写锁,无论是读还是写都无法与写锁并存,这样就确保了数据修改时的数据一致性。

3.实现联锁

Redisson 也支持联锁,也叫分布式多锁 MultiLock,它允许客户端一次性获取多个独立资源(RLock)上的锁,这些资源可能是不同的键或同一键的不同锁。当所有指定的锁都被成功获取后,才会认为整个操作成功锁定。这样能够确保在分布式环境下进行跨资源的并发控制。联锁的实现示例如下:

// 获取需要加锁的资源
RLock lock1 = redisson.getLock("lock1");
RLock lock2 = redisson.getLock("lock2");
// 联锁
RedissonMultiLock multiLock = new RedissonMultiLock(lock1, lock2);
try {
    // 一次性尝试获取所有锁
    if (multiLock.tryLock()) {
        // 获取锁成功...
    }
} finally {
    // 释放所有锁
    multiLock.unlock();
}

文章来源:https://blog.csdn.net/qq_43141726/article/details/135424140
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