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Redisson实现Redis分布式锁的N种姿势

技术杂谈 勤劳的小蚂蚁 3个月前 (01-13) 79次浏览 已收录 0个评论 扫描二维码

前几天发的一篇文章《Redlock:Redis分布式锁最牛逼的实现》,引起了一些同学的讨论,也有一些同学提出了一些疑问,这是好事儿。本文在讲解如何使用Redisson实现Redis普通分布式锁,以及Redlock算法分布式锁的几种方式的同时,也附带解答这些同学的一些疑问。

Redis几种架构

Redis发展到现在,几种常见的部署架构有:
  1. 单机模式;
  2. 主从模式;
  3. 哨兵模式;
  4. 集群模式;
我们首先基于这些架构讲解Redisson普通分布式锁实现,需要注意的是,只有充分了解普通分布式锁是如何实现的,才能更好的了解Redlock分布式锁的实现,因为Redlock分布式锁的实现完全基于普通分布式锁

普通分布式锁

Redis普通分布式锁原理这个大家基本上都了解,本文不打算再过多的介绍,上一篇文章《Redlock:Redis分布式锁最牛逼的实现》也讲的很细,并且也说到了几个重要的注意点。如果你对Redis普通的分布式锁还有一些疑问,可以再回顾一下这篇文章。
接下来直接show you the code,毕竟 talk is cheap。
redisson版本
本次测试选择redisson 2.14.1版本。

单机模式

源码如下:
  1. // 构造redisson实现分布式锁必要的Config
  2. Config config = new Config();
  3. config.useSingleServer().setAddress("redis://172.29.1.180:5379").setPassword("a123456").setDatabase(0);
  4. // 构造RedissonClient
  5. RedissonClient redissonClient = Redisson.create(config);
  6. // 设置锁定资源名称
  7. RLock disLock = redissonClient.getLock("DISLOCK");
  8. boolean isLock;
  9. try {
  10.     //尝试获取分布式锁
  11.     isLock = disLock.tryLock(50015000TimeUnit.MILLISECONDS);
  12.     if (isLock) {
  13.         //TODO if get lock success, do something;
  14.         Thread.sleep(15000);
  15.     }
  16. catch (Exception e) {
  17. finally {
  18.     // 无论如何, 最后都要解锁
  19.     disLock.unlock();
  20. }
通过代码可知,经过Redisson的封装,实现Redis分布式锁非常方便,我们再看一下Redis中的value是啥,和前文分析一样,hash结构,key就是资源名称,field就是UUID+threadId,value就是重入值,在分布式锁时,这个值为1(Redisson还可以实现重入锁,那么这个值就取决于重入次数了):
  1. 172.29.1.180:5379> hgetall DISLOCK
  2. 1"01a6d806-d282-4715-9bec-f51b9aa98110:1"
  3. 2"1"

哨兵模式

即sentinel模式,实现代码和单机模式几乎一样,唯一的不同就是Config的构造:
  1. Config config = new Config();
  2. config.useSentinelServers().addSentinelAddress(
  3.         "redis://172.29.3.245:26378","redis://172.29.3.245:26379""redis://172.29.3.245:26380")
  4.         .setMasterName("mymaster")
  5.         .setPassword("a123456").setDatabase(0);

集群模式

集群模式构造Config如下:
  1. Config config = new Config();
  2. config.useClusterServers().addNodeAddress(
  3.         "redis://172.29.3.245:6375","redis://172.29.3.245:6376""redis://172.29.3.245:6377",
  4.         "redis://172.29.3.245:6378","redis://172.29.3.245:6379""redis://172.29.3.245:6380")
  5.         .setPassword("a123456").setScanInterval(5000);
`

总结

普通分布式实现非常简单,无论是那种架构,向Redis通过EVAL命令执行LUA脚本即可。

Redlock分布式锁

那么Redlock分布式锁如何实现呢?以单机模式Redis架构为例,直接看实现代码:
  1. Config config1 = new Config();
  2. config1.useSingleServer().setAddress("redis://172.29.1.180:5378")
  3.         .setPassword("a123456").setDatabase(0);
  4. RedissonClient redissonClient1 = Redisson.create(config1);
  5. Config config2 = new Config();
  6. config2.useSingleServer().setAddress("redis://172.29.1.180:5379")
  7.         .setPassword("a123456").setDatabase(0);
  8. RedissonClient redissonClient2 = Redisson.create(config2);
  9. Config config3 = new Config();
  10. config3.useSingleServer().setAddress("redis://172.29.1.180:5380")
  11.         .setPassword("a123456").setDatabase(0);
  12. RedissonClient redissonClient3 = Redisson.create(config3);
  13. String resourceName = "REDLOCK";
  14. RLock lock1 = redissonClient1.getLock(resourceName);
  15. RLock lock2 = redissonClient2.getLock(resourceName);
  16. RLock lock3 = redissonClient3.getLock(resourceName);
  17. RedissonRedLock redLock = new RedissonRedLock(lock1, lock2, lock3);
  18. boolean isLock;
  19. try {
  20.     isLock = redLock.tryLock(50030000TimeUnit.MILLISECONDS);
  21.     System.out.println("isLock = "+isLock);
  22.     if (isLock) {
  23.         //TODO if get lock success, do something;
  24.         Thread.sleep(30000);
  25.     }
  26. catch (Exception e) {
  27. finally {
  28.     // 无论如何, 最后都要解锁
  29.     System.out.println("");
  30.     redLock.unlock();
  31. }
最核心的变化就是 RedissonRedLockredLock=newRedissonRedLock(lock1,lock2,lock3);,因为我这里是以三个节点为例。
那么如果是哨兵模式呢?需要搭建3个,或者5个sentinel模式集群(具体多少个,取决于你)。 那么如果是集群模式呢?需要搭建3个,或者5个cluster模式集群(具体多少个,取决于你)。

实现原理

既然核心变化是使用了RedissonRedLock,那么我们看一下它的源码有什么不同。这个类是RedissonMultiLock的子类,所以调用tryLock方法时,事实上调用了RedissonMultiLock的tryLock方法,精简源码如下:
  1. public boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
  2.     // 实现要点之允许加锁失败节点限制(N-(N/2+1))
  3.     int failedLocksLimit = failedLocksLimit();
  4.     List<RLock> acquiredLocks = new ArrayList<RLock>(locks.size());
  5.     // 实现要点之遍历所有节点通过EVAL命令执行lua加锁
  6.     for (ListIterator<RLock> iterator = locks.listIterator(); iterator.hasNext();) {
  7.         RLock lock = iterator.next();
  8.         boolean lockAcquired;
  9.         try {
  10.             // 对节点尝试加锁
  11.             lockAcquired = lock.tryLock(awaitTime, newLeaseTime, TimeUnit.MILLISECONDS);
  12.         } catch (RedisConnectionClosedException|RedisResponseTimeoutException e) {
  13.             // 如果抛出这类异常,为了防止加锁成功,但是响应失败,需要解锁
  14.             unlockInner(Arrays.asList(lock));
  15.             lockAcquired = false;
  16.         } catch (Exception e) {
  17.             // 抛出异常表示获取锁失败
  18.             lockAcquired = false;
  19.         }
  20.         if (lockAcquired) {
  21.             // 成功获取锁集合
  22.             acquiredLocks.add(lock);
  23.         } else {
  24.             // 如果达到了允许加锁失败节点限制,那么break,即此次Redlock加锁失败
  25.             if (locks.size() - acquiredLocks.size() == failedLocksLimit()) {
  26.                 break;
  27.             }               
  28.         }
  29.     }
  30.     return true;
  31. }
很明显,这段源码就是上一篇文章《Redlock:Redis分布式锁最牛逼的实现》提到的Redlock算法的完全实现。
以sentinel模式架构为例,如下图所示,有sentinel-1,sentinel-2,sentinel-3总计3个sentinel模式集群,如果要获取分布式锁,那么需要向这3个sentinel集群通过EVAL命令执行LUA脚本,需要3/2+1=2,即至少2个sentinel集群响应成功,才算成功的以Redlock算法获取到分布式锁:

问题合集

根据上面实现原理的分析,这位同学应该是对Redlock算法实现有一点点误解,假设我们用5个节点实现Redlock算法的分布式锁。那么要么是5个redis单实例,要么是5个sentinel集群,要么是5个cluster集群。而不是一个有5个主节点的cluster集群,然后向每个节点通过EVAL命令执行LUA脚本尝试获取分布式锁,如上图所示。
失效时间如何设置
这个问题的场景是,假设设置失效时间10秒,如果由于某些原因导致10秒还没执行完任务,这时候锁自动失效,导致其他线程也会拿到分布式锁。
这确实是Redis分布式最大的问题,不管是普通分布式锁,还是Redlock算法分布式锁,都没有解决这个问题。也有一些文章提出了对失效时间续租,即延长失效时间,很明显这又提升了分布式锁的复杂度。另外就笔者了解,没有现成的框架有实现,如果有哪位知道,可以告诉我,万分感谢。
redis分布式锁的高可用
关于Redis分布式锁的安全性问题,在分布式系统专家Martin Kleppmann和Redis的作者antirez之间已经发生过一场争论。有兴趣的同学,搜索”基于Redis的分布式锁到底安全吗“就能得到你想要的答案,需要注意的是,有上下两篇(这应该就是传说中的神仙打架吧,哈)。
zookeeper or redis
没有绝对的好坏,只有更适合自己的业务。就性能而言,redis很明显优于zookeeper;就分布式锁实现的健壮性而言,zookeeper很明显优于redis。如何选择,取决于你的业务!

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