背景

據(jù)Redisson官網(wǎng)的介紹，Redisson是一個Java Redis客戶端，與Spring 提供給我們的 RedisTemplate 工具沒有本質(zhì)的區(qū)別，可以把它看做是一個功能更強(qiáng)大的客戶端（雖然官網(wǎng)上聲稱Redisson不只是一個Java Redis客戶端）

強(qiáng)烈推薦下閱讀redisson的中文官網(wǎng)

我想我們用到 Redisson 最多的場景一定是分布式鎖，一個基礎(chǔ)的分布式鎖具有三個特性：

互斥：在分布式高并發(fā)的條件下，需要保證，同一時刻只能有一個線程獲得鎖，這是最最基本的一點。
防止死鎖：在分布式高并發(fā)的條件下，比如有個線程獲得鎖的同時，還沒有來得及去釋放鎖，就因為系統(tǒng)故障或者其它原因使它無法執(zhí)行釋放鎖的命令,導(dǎo)致其它線程都無法獲得鎖，造成死鎖。
可重入：我們知道ReentrantLock是可重入鎖，那它的特點就是同一個線程可以重復(fù)拿到同一個資源的鎖。
實現(xiàn)的方案有很多，這里，就以我們平時在網(wǎng)上?？吹降膔edis分布式鎖方案為例，來對比看看 Redisson 提供的分布式鎖有什么高級的地方。

普通的 Redis 分布式鎖的缺陷

我們在網(wǎng)上看到的redis分布式鎖的工具方法，大都滿足互斥、防止死鎖的特性，有些工具方法會滿足可重入特性。

如果只滿足上述3種特性會有哪些隱患呢？redis分布式鎖無法自動續(xù)期，比如，一個鎖設(shè)置了1分鐘超時釋放，如果拿到這個鎖的線程在一分鐘內(nèi)沒有執(zhí)行完畢，那么這個鎖就會被其他線程拿到，可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的線上問題，我已經(jīng)在秒殺系統(tǒng)故障排查文章中，看到好多因為這個缺陷導(dǎo)致的超賣了。

Redisson 提供的分布式鎖

watch dog 的自動延期機(jī)制

Redisson 鎖的加鎖機(jī)制如上圖所示，線程去獲取鎖，獲取成功則執(zhí)行l(wèi)ua腳本，保存數(shù)據(jù)到redis數(shù)據(jù)庫。

如果獲取失敗: 一直通過while循環(huán)嘗試獲取鎖(可自定義等待時間，超時后返回失敗)，獲取成功后，執(zhí)行l(wèi)ua腳本，保存數(shù)據(jù)到redis數(shù)據(jù)庫。

Redisson提供的分布式鎖是支持鎖自動續(xù)期的，也就是說，如果線程仍舊沒有執(zhí)行完，那么redisson會自動給redis中的目標(biāo)key延長超時時間，這在Redisson中稱之為 Watch Dog 機(jī)制。

同時 redisson 還有公平鎖、讀寫鎖的實現(xiàn)。

使用樣例如下，附有方法的詳細(xì)機(jī)制釋義

private void redissonDoc() throws InterruptedException {
    //1. 普通的可重入鎖
    RLock lock = redissonClient.getLock("generalLock");

    // 拿鎖失敗時會不停的重試
    // 具有Watch Dog 自動延期機(jī)制 默認(rèn)續(xù)30s 每隔30/3=10 秒續(xù)到30s
    lock.lock();

    // 嘗試拿鎖10s后停止重試,返回false
    // 具有Watch Dog 自動延期機(jī)制 默認(rèn)續(xù)30s
    boolean res1 = lock.tryLock(10, TimeUnit.SECONDS);

    // 拿鎖失敗時會不停的重試
    // 沒有Watch Dog ，10s后自動釋放
    lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);

    // 嘗試拿鎖100s后停止重試,返回false
    // 沒有Watch Dog ，10s后自動釋放
    boolean res2 = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);

    //2. 公平鎖 保證 Redisson 客戶端線程將以其請求的順序獲得鎖
    RLock fairLock = redissonClient.getFairLock("fairLock");

    //3. 讀寫鎖 沒錯與JDK中ReentrantLock的讀寫鎖效果一樣
    RReadWriteLock readWriteLock = redissonClient.getReadWriteLock("readWriteLock");
    readWriteLock.readLock().lock();
    readWriteLock.writeLock().lock();
}

如何啟動Redisson的看門狗機(jī)制

如果你想讓Redisson啟動看門狗機(jī)制，你就不能自己在獲取鎖的時候，定義超時釋放鎖的時間，無論，你是通過lock() （void lock(long leaseTime, TimeUnit unit);）還是通過tryLock獲取鎖，只要在參數(shù)中，不傳入releastime，就會開啟看門狗機(jī)制，
就是這兩個方法不要用： boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException
和void lock(long leaseTime, TimeUnit unit);，因為它倆都傳release

但是，你傳的leaseTime是-1，也是會開啟看門狗機(jī)制的，具體在源碼部分解釋

watch dog 核心源碼解讀

如果拿到分布式鎖的節(jié)點宕機(jī)，且這個鎖正好處于鎖住的狀態(tài)時，會出現(xiàn)鎖死的狀態(tài)，為了避免這種情況的發(fā)生，鎖都會設(shè)置一個過期時間。這樣也存在一個問題，加入一個線程拿到了鎖設(shè)置了30s超時，在30s后這個線程還沒有執(zhí)行完畢，鎖超時釋放了，就會導(dǎo)致問題，Redisson給出了自己的答案，就是 watch dog 自動延期機(jī)制。

其實，這個例子就很容易讓人誤導(dǎo)，這個30秒不是你傳的leaseTime參數(shù)為30，而是你不傳leaseTime或者傳-1時，Redisson配置中默認(rèn)給你的30秒

我在學(xué)習(xí)redis分布式鎖的時候，一直有一個疑問，就是為什么非要設(shè)置鎖的超時時間，不設(shè)置不行嗎？于是，我就反向思考，不設(shè)置鎖超時的話，會出現(xiàn)什么問題？

當(dāng)一個線程A在獲取redis分布式鎖的時候，沒有設(shè)置超時時間，如果在釋放鎖的時候，出現(xiàn)了異常，那么鎖就會常駐redis服務(wù)中，當(dāng)另外一個線程B獲取鎖的時候，無論你是通過自定義的redis分布式鎖setnx，還是通過Redisson實現(xiàn)的分布式鎖的方式**if (redis.call(‘exists’, KEYS[1]) == 0) **，在獲取鎖之前，其實都有一個邏輯判斷：如果該鎖已經(jīng)存在，就是key已經(jīng)存在，就不往redis中寫了，也就是獲取鎖失敗
那么線程B就永遠(yuǎn)不會獲取到鎖，自然就一直阻塞在獲取鎖的代碼處，發(fā)生死鎖
如果有了超時時間，異常發(fā)生了，超時的話，redis服務(wù)器自己就把key刪除了，也就是鎖釋放了
這也就避免了并發(fā)下的死鎖問題

有了這么一層邏輯，你就會明白，為什么我們不傳release超時釋放鎖時間，Redisson也會給我們默認(rèn)傳一個30秒的鎖超時釋放時間了

Redisson提供了一個監(jiān)控鎖的看門狗，它的作用是在Redisson實例被關(guān)閉前，不斷的延長鎖的有效期，也就是說，如果一個拿到鎖的線程一直沒有完成邏輯，那么看門狗會幫助線程不斷的延長鎖超時時間，鎖不會因為超時而被釋放。

默認(rèn)情況下，看門狗的續(xù)期時間是30s，也可以通過修改Config.lockWatchdogTimeout來另行指定。

另外Redisson 還提供了可以指定leaseTime參數(shù)的加鎖方法來指定加鎖的時間。超過這個時間后鎖便自動解開了，不會延長鎖的有效期。

watch dog 核心源碼解讀

 // 直接使用lock無參數(shù)方法
public void lock() {
    try {
        lock(-1, null, false);
    } catch (InterruptedException e) {
        throw new IllegalStateException();
    }
}

// 進(jìn)入該方法 其中l(wèi)easeTime = -1
private void lock(long leaseTime, TimeUnit unit, boolean interruptibly) throws InterruptedException {
    long threadId = Thread.currentThread().getId();
    Long ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
    // lock acquired
    if (ttl == null) {
        return;
    }

   //...
}

// 進(jìn)入 tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId)
private Long tryAcquire(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    return get(tryAcquireAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId));
}

// 進(jìn)入 tryAcquireAsync
private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    if (leaseTime != -1) {
        return tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
    }
    //當(dāng)leaseTime = -1 時 啟動 watch dog機(jī)制
    RFuture<Long> ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime,
                                            commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout(),
                                            TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
    //執(zhí)行完lua腳本后的回調(diào)
    ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {
        if (e != null) {
            return;
        }

        if (ttlRemaining == null) {
            // watch dog 
            scheduleExpirationRenewal(threadId);
        }
    });
    return ttlRemainingFuture;
}

從源碼中可以得知，如果不傳release，默認(rèn)會給個-1，如果release是-1的話，通過 if (leaseTime != -1) 判斷就會開啟看門狗機(jī)制，這也是為啥我說，無論你是tryLock還是Lock只要不傳release，就會開啟看門狗機(jī)制，所以，如果你想解決由于線程執(zhí)行慢或者阻塞，造成鎖超時釋放的問題，就不要在兩個方法中傳release，實際上，通過傳release參數(shù)來設(shè)置超時時間，風(fēng)險是比較大的，你需要清楚的知道，線程執(zhí)行業(yè)務(wù)的時間，設(shè)置的過小，redis服務(wù)器就自動給你釋放了

scheduleExpirationRenewal 方法開啟監(jiān)控：

private void scheduleExpirationRenewal(long threadId) {
    ExpirationEntry entry = new ExpirationEntry();
    //將線程放入緩存中
    ExpirationEntry oldEntry = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.putIfAbsent(getEntryName(), entry);
    //第二次獲得鎖后 不會進(jìn)行延期操作
    if (oldEntry != null) {
        oldEntry.addThreadId(threadId);
    } else {
        entry.addThreadId(threadId);
        
        // 第一次獲得鎖 延期操作
        renewExpiration();
    }
}

// 進(jìn)入 renewExpiration()
private void renewExpiration() {
    ExpirationEntry ee = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
    //如果緩存不存在，那不再鎖續(xù)期
    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;
            }
            
            //執(zhí)行l(wèi)ua 進(jìn)行續(xù)期
            RFuture<Boolean> future = renewExpirationAsync(threadId);
            future.onComplete((res, e) -> {
                if (e != null) {
                    log.error("Can't update lock " + getName() + " expiration", e);
                    return;
                }
                
                if (res) {
                    //延期成功，繼續(xù)循環(huán)操作
                    renewExpiration();
                }
            });
        }
        //每隔internalLockLeaseTime/3=10秒檢查一次
    }, internalLockLeaseTime / 3, TimeUnit.MILLISECONDS);
    
    ee.setTimeout(task);
}

//lua腳本 執(zhí)行包裝好的lua腳本進(jìn)行key續(xù)期
protected RFuture<Boolean> renewExpirationAsync(long threadId) {
    return evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
            "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                    "return 1; " +
                    "end; " +
                    "return 0;",
            Collections.singletonList(getName()),
            internalLockLeaseTime, getLockName(threadId));
}

關(guān)鍵結(jié)論
上述源碼讀過來我們可以記住幾個關(guān)鍵情報：

watch dog 在當(dāng)前節(jié)點存活時每10s給分布式鎖的key續(xù)期 30s；
watch dog 機(jī)制啟動，且代碼中沒有釋放鎖操作時，watch dog 會不斷的給鎖續(xù)期；
從可2得出，如果程序釋放鎖操作時因為異常沒有被執(zhí)行，那么鎖無法被釋放，所以釋放鎖操作一定要放到 finally {} 中；
看到3的時候，可能會有人有疑問，如果釋放鎖操作本身異常了，watch dog 還會不停的續(xù)期嗎？下面看一下釋放鎖的源碼，找找答案

// 鎖釋放
public void unlock() {
    try {
        get(unlockAsync(Thread.currentThread().getId()));
    } catch (RedisException e) {
        if (e.getCause() instanceof IllegalMonitorStateException) {
            throw (IllegalMonitorStateException) e.getCause();
        } else {
            throw e;
        }
    }
}

// 進(jìn)入 unlockAsync(Thread.currentThread().getId()) 方法 入?yún)⑹钱?dāng)前線程的id
public RFuture<Void> unlockAsync(long threadId) {
    RPromise<Void> result = new RedissonPromise<Void>();
    //執(zhí)行l(wèi)ua腳本 刪除key
    RFuture<Boolean> future = unlockInnerAsync(threadId);
    //回調(diào)函數(shù)
    future.onComplete((opStatus, e) -> {
        // 無論執(zhí)行l(wèi)ua腳本是否成功 執(zhí)行cancelExpirationRenewal(threadId) 方法來刪除EXPIRATION_RENEWAL_MAP中的緩存
        cancelExpirationRenewal(threadId);

        if (e != null) {
            result.tryFailure(e);
            return;
        }

        if (opStatus == null) {
            IllegalMonitorStateException cause = new IllegalMonitorStateException("attempt to unlock lock, not locked by current thread by node id: "
                    + id + " thread-id: " + threadId);
            result.tryFailure(cause);
            return;
        }

        result.trySuccess(null);
    });

    return result;
}

// 此方法會停止 watch dog 機(jī)制
void cancelExpirationRenewal(Long threadId) {
    ExpirationEntry task = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
    if (task == null) {
        return;
    }
    
    if (threadId != null) {
        task.removeThreadId(threadId);
    }

    if (threadId == null || task.hasNoThreads()) {
        Timeout timeout = task.getTimeout();
        if (timeout != null) {
            timeout.cancel();
        }
        EXPIRATION_RENEWAL_MAP.remove(getEntryName());
    }
}

釋放鎖的操作中 有一步操作是從 EXPIRATION_RENEWAL_MAP 中獲取 ExpirationEntry 對象，然后將其remove，結(jié)合watch dog中的續(xù)期前的判斷：

EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());
if (ent == null) {
    return;
}

可以得出結(jié)論：

如果釋放鎖操作本身異常了，watch dog 還會不停的續(xù)期嗎？不會，因為無論釋放鎖操作是否成功，EXPIRATION_RENEWAL_MAP中的目標(biāo) ExpirationEntry 對象已經(jīng)被移除了，watch dog 通過判斷后就不會繼續(xù)給鎖續(xù)期了。

因為無論在釋放鎖的時候，是否出現(xiàn)異常，都會執(zhí)行釋放鎖的回調(diào)函數(shù)，把看門狗停了

有沒有設(shè)想過一種場景？服務(wù)器宕機(jī)了？其實這也沒關(guān)系，首先獲取鎖和釋放鎖的邏輯都是在一臺服務(wù)器上，那看門狗的續(xù)約也就沒有了，redis中只有一個看門狗上次重置了30秒的key，時間到了key也就自然刪除了，那么其他服務(wù)器，只需要等待redis自動刪除這個key就好了，也就不存在死鎖了

關(guān)鍵結(jié)論

watch dog 在當(dāng)前節(jié)點存活時每10s給分布式鎖的key續(xù)期 30s；
可以修該watchDog設(shè)置的30秒的時間,這也是我推薦的不傳releas，設(shè)置鎖超時的方式

watch dog 機(jī)制啟動，且代碼中沒有釋放鎖操作時，watch dog 會不斷的給鎖續(xù)期；

如果程序釋放鎖操作時因為異常沒有被執(zhí)行，那么鎖無法被釋放，所以釋放鎖操作一定要放到 finally {} 中；

要使 watchLog機(jī)制生效 。只要不穿leaseTime即可

watchlog的延時時間 可以由 lockWatchdogTimeout指定默認(rèn)延時時間，但是不要設(shè)置太小。如100
watchdog 會每 lockWatchdogTimeout/3時間，去延時。
watchdog 通過 類似netty的 Future功能來實現(xiàn)異步延時
watchdog 最終還是通過 lua腳本來進(jìn)行延時