《Redis实战篇》五、分布式锁-redission_redission主从模式分布式锁

@Configuration
public class RedissonConfig {

    @Bean
    public RedissonClient redissonClient(){
        // 配置
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.174.128:6379");
        // 创建RedissonClient对象
        return Redisson.create(config);
    }
}

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在 VoucherOrderServiceImpl使用Redisson带的分布式锁：

@Resource
private RedissonClient redissonClient;

@Override
public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
    // 1.获取优惠券信息
    SeckillVoucher voucher = seckillVoucherService.getById(voucherId);
    // 2.判断秒杀是否开始
    LocalDateTime beginTime = voucher.getBeginTime();
    LocalDateTime endTime = voucher.getEndTime();
    if(beginTime.isAfter(LocalDateTime.now()) || endTime.isBefore(LocalDateTime.now())){
        return Result.fail("不再秒杀时段内！");
    }
    // 3.判断库存是否充足
    if(voucher.getStock() < 1){
        //库存不足
        return Result.fail("库存不足！");
    }
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 这个代码我们不用了，下面要用Redisson中的分布式锁
    // SimpleRedisLock lock = new SimpleRedisLock("order:" + userId, stringRedisTemplate);
    RLock lock = redissonClient.getLock("order:" + userId);
    boolean isLock = lock.tryLock();
    // 判断是否获取锁成功
    if(!isLock){
        // 获取锁失败，返回错误和重试
        return Result.fail("不允许重复下单~");
    }
    try {
        // 获取代理对象（只有通过代理对象调用方法，事务才会生效）
        IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
        return proxy.createVoucherOrder(voucherId);
    } finally {
        lock.unlock();
    }
}

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进行测试：

在集群环境下，一秒一千次请求~ 一个用户只能下一单。分布式锁测试成功~

5.3 分布式锁-redission可重入锁原理

在Lock锁中，他是借助于底层的一个voaltile的一个state变量来记录重入的状态的，比如当前没有人持有这把锁，那么state=0，假如有人持有这把锁，那么state=1，如果持有这把锁的人再次持有这把锁，那么state就会+1 ，如果是对于synchronized而言，他在c语言代码中会有一个count，原理和state类似，也是重入一次就加一，释放一次就-1 ，直到减少成0 时，表示当前这把锁没有被人持有。

在redission中，我们的也支持支持可重入锁

在分布式锁中，他采用hash结构用来存储锁，其中大key表示表示这把锁是否存在，用小key表示当前这把锁被哪个线程持有。流程图如下：

为什么每次获取锁成功 或 释放锁 后都要重新设置锁的有效期呢?

这样是为了下面的业务有足够的时间去执行~

1、接下来我们一起分析一下当前的可重入锁实现的lua表达式

• 获取锁的Lua脚本：

local key = KEYS[1]; -- 锁的key
local threadId = ARGV[1]; -- 线程唯一标识
local releaseTime = ARGV[2]; -- 锁的自动释放时间
-- 判断是否存在
if(redis.call('exists', key) == 0) then
    -- 不存在, 获取锁
    redis.call('hset', key, threadId, '1'); 
    -- 设置有效期
    redis.call('expire', key, releaseTime); 
    return 1; -- 返回结果
end;
-- 锁已经存在，判断threadId是否是自己
if(redis.call('hexists', key, threadId) == 1) then
    -- 存在, 获取锁，重入次数+1
    redis.call('hincrby', key, threadId, '1'); 
    -- 设置有效期
    redis.call('expire', key, releaseTime); 
    return 1; -- 返回结果
end;
return 0; -- 代码走到这里,说明获取锁的不是自己，获取锁失败

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• 释放锁的Lua脚本：

local key = KEYS[1]; -- 锁的key
local threadId = ARGV[1]; -- 线程唯一标识
local releaseTime = ARGV[2]; -- 锁的自动释放时间
-- 判断当前锁是否还是被自己持有
if (redis.call('HEXISTS', key, threadId) == 0) then
    return nil; -- 如果已经不是自己，则直接返回
end;
-- 是自己的锁，则重入次数-1
local count = redis.call('HINCRBY', key, threadId, -1);
-- 判断是否重入次数是否已经为0 
if (count > 0) then
    -- 大于0说明不能释放锁，重置有效期然后返回
    redis.call('EXPIRE', key, releaseTime);
    return nil;
else  -- 等于0说明可以释放锁，直接删除
    redis.call('DEL', key);
    return nil;
end;

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2、测试Redission的分布式锁的可重入效果

/\*\*
 \* @author lxy
 \* @version 1.0
 \* @Description 测试Redisson的分布式锁的可重入性质
 \* @date 2022/12/21 16:01
 \*/
@Slf4j
@SpringBootTest
public class RedissonTest {

    @Resource
    private RedissonClient redissonClient;

    private RLock lock;

    @BeforeEach
    void setUp(){
        lock = redissonClient.getLock("order");
    }

    @Test
    void method1() throws InterruptedException {
        // 尝试获取锁
        boolean isLock = lock.tryLock(1L, TimeUnit.SECONDS);
        if (!isLock){
            log.error("获取锁失败....1");
            return;
        }
        try {
            log.info("获取锁成功....1");
            method2();
            log.info("开始执行业务....1");
        } finally {
            log.warn("开始释放锁....1");
            lock.unlock();
        }

    }

    void method2(){
        // 尝试获取锁
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if(!isLock){
            log.error("获取锁失败....2");
            return;
        }
        try {
            log.info("获取锁成功....2");
            log.info("开始执行业务....2");
        } finally {
            log.warn("准备释放锁....2");
            lock.unlock();
        }
    }
}

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Debug测试：

3、接下来我们可以查看下Redisson中的分布式锁的实现：

注意源码中的KEYS[1]指外边的大Key，AVG[1]：大Key的过期时间，AVG[2]：当前的线程ID

源码中的KEYS[1]指外边的大Key，AVG[2]：大Key的过期时间，AVG[3]：当前的线程ID。KEYS[2]和ARGV[1]所代表的含义我们后面会讲解~

5.4 分布式锁-redission锁重试和WatchDog机制

关于锁可重试的原理见：https://www.processon.com/view/link/63a86e6534446c6f609d3a3f

关于锁超时续约 和 锁释放的原理见：https://www.processon.com/view/link/63a891cece3d3c6150d7c2ac

Redission分布式锁原理

注意:只有leaseTime=-1,才会走WatchDog的逻辑

总结：Redisson分布式锁原理

• 可重入：利用hash结构记录线程id和重入次数
• 可重试：利用信号量和PubSub功能实现等待、唤醒，获取锁失败的重试机制
• 超时续约：利用watchDog，每隔一段时间（releaseTime / 3），重置超时时间

为什么需要超时续约呢？
因为我们某个线程获取到锁然后开始执行业务逻辑，但是业务执行时候出现了卡顿，从而导致锁超时后会被释放。之后我这业务执行完，再次执行unlock会出错。同时超时释放别的线程会拿到分布式锁而卡顿的业务还没执行完，从而就会产生线程安全问题~
所以超时续约目的主要是 当前线程获取锁后，只要没执行完就不会超时释放，会不断的超时续约，直到业务逻辑执行完释放锁后，超时续约结束！

5.5 分布式锁-redission锁的MutiLock原理

为了提高redis的可用性，我们会搭建集群或者主从，现在以主从为例

此时我们去写命令，写在主机上， 主机会将数据同步给从机，但是假设在主机还没有来得及把数据写入到从机去的时候，此时主机宕机，哨兵会发现主机宕机，并且选举一个slave变成master，而此时新的master中实际上并没有锁信息，此时锁信息就已经丢掉了。

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