三种加锁源码分析-tryLock方法与lockInterruptibly方法

1 tryLock方法

tryLock方法主要可以分为四步:
1、tryAcquire尝试获取锁，如果获取到返回true
2、获取不到锁说明锁被占用了，订阅解锁消息通知
3、收到解锁消息通知，再次尝试获取锁，如果获取不到重复步骤三，直到超过waitTime获取锁失败
4、不论是否获取锁成功，取消解锁消息订阅

通过源码可以看到整个方法内跟获取锁有关的地方只有tryAcquire()这个方法了

public class RedissonLock extends RedissonBaseLock {
    // 在waitTime时间范围内尝试获取锁，如果获取到锁，则设置锁过期时间leaseTime
    public boolean tryLock(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit) throws InterruptedException {
        long time = unit.toMillis(waitTime);
        long current = System.currentTimeMillis();
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        // 第一步：尝试获取锁(下文会详细解析此方法)
        Long ttl = tryAcquire(waitTime, leaseTime, unit, threadId);
        // ttl为空说明获取到了锁
        if (ttl == null) {
            return true;
        }

        // 判断尝试获取锁是否超过waitTime
        time -= System.currentTimeMillis() - current;
        if (time <= 0) {
            acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
            return false;
        }

        // 第二步：订阅解锁消息通知
        current = System.currentTimeMillis();
        // 订阅锁释放
        RFuture subscribeFuture = subscribe(threadId);
        // 等待锁释放消息，等待时间超过waitTime，获取锁失败
        if (!subscribeFuture.await(time, TimeUnit.MILLISECONDS)) {
            // 如果订阅解锁Future在执行中，等任务执行完后取消订阅锁释放
            if (!subscribeFuture.cancel(false)) {
                subscribeFuture.onComplete((res, e) -> {
                    if (e == null) {
                        // 取消订阅解锁通知
                        unsubscribe(subscribeFuture, threadId);
                    }
                });
            }
            acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
            return false;
        }

        try {
            // 判断尝试获取锁是否超过waitTime
            time -= System.currentTimeMillis() - current;
            if (time <= 0) {
                acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
                return false;
            }

            // 第三步：自旋尝试获取锁
            while (true) {
                long currentTime = System.currentTimeMillis();
                // 1、尝试获取锁(下文会详细解析此方法)
                ttl = tryAcquire(waitTime, leaseTime, unit, threadId);
                // ttl为空说明获取到了锁
                if (ttl == null) {
                    return true;
                }

                // 判断尝试获取锁是否超过waitTime
                time -= System.currentTimeMillis() - currentTime;
                if (time <= 0) {
                    acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
                    return false;
                }

                // 等待锁释放（信号量控制）
                currentTime = System.currentTimeMillis();
                if (ttl >= 0 && ttl < time) {
                    // 尝试获取信号量
                    subscribeFuture.getNow().getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                } else {
                    subscribeFuture.getNow().getLatch().tryAcquire(time, TimeUnit.MILLISECONDS);
                }

                // 判断尝试获取锁是否超过waitTime
                time -= System.currentTimeMillis() - currentTime;
                if (time <= 0) {
                    acquireFailed(waitTime, unit, threadId);
                    return false;
                }
            }
        } finally {
            // 第四步：取消解锁订阅
            unsubscribe(subscribeFuture, threadId);
        }
    }
}

下面我们跟进到这个方法中，看看这里面到底是如何去获取锁的！

private Long tryAcquire(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    return get(tryAcquireAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId));
}

private  RFuture tryAcquireAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
    RFuture ttlRemainingFuture;
    if (leaseTime != -1) {
        ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
    } else {
        // 这里需要注意的是leaseTime==-1，会触发redisson看门狗机制
        ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, internalLockLeaseTime,
                TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
    }
    ttlRemainingFuture.onComplete((ttlRemaining, e) -> {
        if (e != null) {
            return;
        }

        // 获取锁成功
        if (ttlRemaining == null) {
            if (leaseTime != -1) {
                internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);
            } else {
                // 锁自动续时（看门狗机制）触发条件leaseTime == -1
                scheduleExpirationRenewal(threadId);
            }
        }
    });
    return ttlRemainingFuture;
}

这里有两个方法值得注意
1、tryLockInnerAsync()这里面是尝试获取分布式锁redis lua脚本，下面会对脚本进行分析
2、scheduleExpirationRenewal()锁自动续时，也就是常说的redisson看门狗机制，后文会对此方法进行详细解析

首先我们看下tryLockInnerAsync()这个方法，可以看到这里面是一个lua脚本，这个就是实现redis分布式锁的核心了，首先解释下脚本变量

EYS[1] = "锁key"
ARGV[1] = "锁过期时间"
ARGV[2] = "当前线程id"

理解了脚本变量意义，我们在看下此方法

 RFuture tryLockInnerAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand command) {
    return evalWriteAsync(getRawName(), LongCodec.INSTANCE, command,
            // 如果key一开始就不存在，则直接创建一个key
            "if (redis.call('exists', KEYS[1]) == 0) then " +
                    "redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[2], 1); " +
                    "redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                    "return nil; " +
                    "end; " +
                    // 这里是重入锁的实现，同一个线程多次获取锁只需要在value加1即可，value相当于一个加锁计数器
                    "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; " +
                    // 有其他线程持有锁，加锁失败，返回锁过期时间
                    "return redis.call('pttl', KEYS[1]);",
            Collections.singletonList(getRawName()), unit.toMillis(leaseTime), getLockName(threadId));
}

脚本比较好理解，简单总结一下
1、加锁的key不存在就创建一个redis hash key,field=当前线程id,value=加锁次数
2、有线程持有锁并且未解锁，其他线程是无法获取到锁的
3、加锁成功返回null,加锁失败返回锁过期时间

2 lockInterruptibly方法

// 这个是lockInterruptibly和tryLock(time,unit)唯一的区别
// lockInterruptibly，拿不到锁资源，就死等，等到锁资源释放后，被唤醒，或者是被中断唤醒
private void doAcquireInterruptibly(int arg) throws InterruptedException {
final Node node = addWaiter(Node.EXCLUSIVE);
boolean failed = true;
try {
for (;;) {
final Node p = node.predecessor();
if (p == head && tryAcquire(arg)) {
setHead(node);
p.next = null; // help GC
failed = false;
return;
}
if (shouldParkAfterFailedAcquire(p, node) && parkAndCheckInterrupt())
// 中断唤醒抛异常！
throw new InterruptedException();
}
} finally {
if (failed)
cancelAcquire(node);
}
}
private final boolean parkAndCheckInterrupt() {
LockSupport.park(this);
// 这个方法可以确认，当前挂起的线程，是被中断唤醒的，还是被正常唤醒的。
 // 中断唤醒，返回true，如果是正常唤醒，返回false
return Thread.interrupted();
}