使用Redisson实现可重入分布式锁原理

前言

主流的分布式锁一般有三种实现方式:

1. 数据库乐观锁

2. 基于Redis的分布式锁

3. 基于ZooKeeper的分布式锁

之前我在博客上写过关于mysql和redis实现分布式锁的具体方案： https://www.cnblogs.com/wang-meng/p/10226618.html 里面主要是从实现原理出发。

这次【分布式锁】系列文章主要是深入redis客户端reddision源码和zk 这两种分布式锁的实现原理。

可靠性

首先，为了确保分布式锁可用，我们至少要确保锁的实现同时满足以下四个条件：

1. 互斥性。在任意时刻，只有一个客户端能持有锁。

2. 不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁，也能保证后续其他客户端能加锁。

3. 具有容错性。只要大部分的Redis节点正常运行，客户端就可以加锁和解锁。

4. 解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端，客户端自己不能把别人加的锁给解了。

Redisson加锁原理

redisson是一个非常强大的开源的redis客户端框架， 官方地址： https://redisson.org/

使用起来很简单，配置好maven和连接信息，这里直接看代码实现：

RLock lock = redisson.getLock("anyLock");

lock.lock();
lock.unlock();

redisson具体的执行加锁逻辑都是通过lua脚本来完成的，lua脚本能够保证原子性。

先看下RLock初始化的代码：

public class Redisson implements RedissonClient {
    
    @Override
    public RLock getLock(String name) {
        return new RedissonLock(connectionManager.getCommandExecutor(), name);
    }
}

public class RedissonLock extends RedissonExpirable implements RLock {
    public RedissonLock(CommandAsyncExecutor commandExecutor, String name) {
    super(commandExecutor, name);
    this.commandExecutor = commandExecutor;
    this.id = commandExecutor.getConnectionManager().getId();
    this.internalLockLeaseTime = commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout();
    this.entryName = id + ":" + name;
}

首先看下RedissonLock 的id返回的是一个UUID对象，每个机器都对应一个自己的id属性，id 值就类似于："8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586"

接着往后看lock()的代码实现：

public class RedissonLock extends RedissonExpirable implements RLock {
    @Override
    public void lock() {
        try {
            lockInterruptibly();
        } catch (InterruptedException e) {
            Thread.currentThread().interrupt();
        }
    }

    @Override
    public void lockInterruptibly() throws InterruptedException {
        lockInterruptibly(-1, null);
    }

    @Override
    public void lockInterruptibly(long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        // 获取当前线程id
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        Long ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
        // lock acquired
        if (ttl == null) {
            return;
        }

        RFuture future = subscribe(threadId);
        commandExecutor.syncSubscription(future);

        try {
            while (true) {
                ttl = tryAcquire(leaseTime, unit, threadId);
                // lock acquired
                if (ttl == null) {
                    break;
                }

                // waiting for message
                if (ttl >= 0) {
                    getEntry(threadId).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                } else {
                    getEntry(threadId).getLatch().acquire();
                }
            }
        } finally {
            unsubscribe(future, threadId);
        }
    }

     RFuture tryLockInnerAsync(long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand command) {
        internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);

        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, command,
                  "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
                      "redis.call('hset', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                      "return nil; " +
                  "end; " +
                  "if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then " +
                      "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                      "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                      "return nil; " +
                  "end; " +
                  "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
                    Collections.