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Redis 單線程：網(wǎng)絡(luò)IO和鍵值對讀寫是由一個線程完成的（網(wǎng)絡(luò)請求模塊和數(shù)據(jù)操作模塊是單線程的）

1，使用set加鎖。

1）set key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]
NX: set if not exists
XX: set if already exists
EX: seconds
PX: milliseconds
set zq 3 EX 10000 NX 支持設(shè)置EX失效時間，NX表示key不存在時才設(shè)置。
2）在刪除key時，將內(nèi)容對比(確定是否是自身線程擁有的鎖)，一致才進行刪除。
3）支持可重入：循環(huán)+唯一id

2，MyRedisLock

/**
 * RedisLock 分布式鎖
 */
public class MyRedisLock {

  public static final String RELEASE_LUA_SCRIPT = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";

  private static final int DEFAULT_LOCK_EXPIRE_TIME_MILLIS = 10 * 1000;//默認(rèn)的lock key的過期時間
  private static final int DEFAULT_TRY_LOCK_TIMEOUT_MILLIS = 5 * 1000;//嘗試加鎖的超時時間
  private static final int CHECK_RELEASE_MAX_INTERVAL_MILLIS = 100;//檢查過期的間隔

  private Jedis jedis;//節(jié)點客戶端
  private String lockKey;//加鎖的key
  private String lockId;//加鎖的value
  private volatile long lockHoldingTime = 0;//鎖的持有時間

  public MyRedisLock(Jedis jedis, String lockKey, String lockId){
    this.jedis = jedis;
    this.lockKey = lockKey;
    this.lockId = lockId;
  }

  /**
   * 主動釋放鎖
   */
  public synchronized boolean release(){
    Object result = jedis.eval(RELEASE_LUA_SCRIPT, Collections.singletonList(lockKey), Collections.singletonList(lockId));
    lockHoldingTime = 0;
    return result != null && (Integer)result > 0;
  }

  /**
   * 判斷是否加鎖成功
   */
  public boolean isAcquired(){
    return lockHoldingTime >= System.currentTimeMillis();
  }

  /**
   * 阻塞嘗試使用默認(rèn)超時
   */
  public synchronized boolean acquire() throws InterruptedException{
    return acquire(DEFAULT_TRY_LOCK_TIMEOUT_MILLIS);
  }

  /**
   * 阻塞嘗試加鎖
   */
  public synchronized boolean acquire(int lockAcquireTimeoutMillis) throws InterruptedException {
    if (lockAcquireTimeoutMillis <= 0) {
      throw new IllegalArgumentException("lockAcquireTimeoutMillis <= 0");
    }

    boolean isAcquired = false;
    long startTimeNanos = System.nanoTime();
    try {
      int retry = 0;
      while (lockAcquireTimeoutMillis > 0) {
        String reply = jedis.set(lockKey, lockId, "NX", "PX", DEFAULT_LOCK_EXPIRE_TIME_MILLIS);
        if ("OK".equals(reply)) {
          lockHoldingTime = System.currentTimeMillis() + DEFAULT_LOCK_EXPIRE_TIME_MILLIS;
          isAcquired = true;
          break;
        }

        //支持可重入特性
        if (lockId.equals(jedis.get(lockKey))) {
          isAcquired = true;
          break;
        }

        // exponential backoff sleep starting at 16 milliseconds and maximum 100 milliseconds
        int sleep = 8 << ++retry;
        if (sleep > CHECK_RELEASE_MAX_INTERVAL_MILLIS || sleep < 0) {
          sleep = CHECK_RELEASE_MAX_INTERVAL_MILLIS;
        }
        lockAcquireTimeoutMillis -= sleep;
        Thread.sleep(sleep);
      }
      return isAcquired;
    } finally {
      long elapsed = System.nanoTime() - startTimeNanos;
      System.out.println("lockKey:" + lockKey + ", lockId:" + lockId + ", elapsed:" + elapsed);
    }
  }

}

3，eval執(zhí)行l(wèi)ua腳本

1）eval script numkeys key [key ...] arg [arg ...] eval 腳本 key的數(shù)量 key列表附加參數(shù)列表
KEYS key數(shù)組：KEYS[1]獲取第一個key；
ARGV 參數(shù)數(shù)組：ARGV[1]獲取第一個附加參數(shù)。
2）eval可以返回多個數(shù)據(jù)
eval "return {KEYS[1], KEYS[2], ARGV[1], ARGV[2]}" 2 key1 key2 arg1 arg2
3）腳本中使用redis.call()調(diào)用redis命令
eval "return redis.call('set','testEval','evalValue')" 0
eval "return redis.call('get', 'testEval')" 0
4）redis原子操作，分布式解鎖。
如果調(diào)用redis.get(${Key})獲取到的值，和附加參數(shù)中ARGV[1]相等，則刪除${Key}，返回1，否則返回0

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4，使用上述方案，潛在問題

1）超時時間設(shè)置
過長：如果線程執(zhí)行時掛掉(如機器宕機、程序掛掉)等，未釋放鎖。則會導(dǎo)致其他線程的【鎖等待時間】過長?！竞侠碓u估業(yè)務(wù)執(zhí)行時間，寧大勿小】
過短：如果線程還在執(zhí)行中，鎖超時被釋放了，則有可能會造成其他線程獲取到鎖，造業(yè)務(wù)故障。(不可取)
2）使用Redisson(Watch Dogs)實現(xiàn)鎖續(xù)期
internalLockLeaseTime：默認(rèn)key的超時時間30s
鎖續(xù)期定時任務(wù)間隔：internalLockLeaseTime / 3

5，Redisson實現(xiàn)原理

1）原子性設(shè)計：加鎖、解鎖、續(xù)約等都是通過Lua腳本中發(fā)送給redis
2）存儲結(jié)構(gòu)與加鎖腳本
key為唯一id+threadId，值為調(diào)用次數(shù)

image.png

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3）線程阻塞與解除阻塞
redisson_lock__channel:{my-redisson-key}

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4）Watch Dog鎖續(xù)期
leaseTime=-1(使用默認(rèn)的加鎖時間為 30s)，才會生效

image.png

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1.刪除鎖；重入鎖則減1
2.使用redis廣播鎖釋放消息，向redisson_lock__channel發(fā)送UNLOCK_MESSAGE
3.取消 Watch Dog。RedissonLock.EXPIRATION_RENEWAL_MAP中線程id刪除，并取消掉netty的定時任務(wù)

image.png

5）redis分布式鎖的最大缺陷
master-slave架構(gòu)中，當(dāng)A寫入master成功后，在slave異步復(fù)制過程中，發(fā)生了主從切換，導(dǎo)致B在新的master上也能加鎖成功。多個客戶端加鎖成功，可能會造成臟數(shù)據(jù)產(chǎn)生