Redis分布式锁及看门狗机制

Redis 分布式锁

在分布式系统中，多个节点可能需要对共享资源进行互斥访问，此时需要分布式锁。Redis 常用于实现分布式锁，其核心实现方式如下：

• 加锁：使用 SETNX（SET if Not eXists）命令或 SET 命令的 NX 参数，确保只有当锁不存在时才能设置成功。
• 设置过期时间：通过 EX 参数为锁设置过期时间，防止持有锁的节点崩溃后锁无法释放。
• 解锁：通过 Lua 脚本确保只有锁的持有者才能释放锁，避免误删。

看门狗的工作原理

1. 自动续期：
   1. 当一个线程成功获取锁后，Redisson 会为该锁设置一个初始的有效期（例如 30 秒）。
   2. 看门狗会启动一个后台线程，定期（通常是锁有效期的一半时间）发送命令给 Redis，以自动延长锁的过期时间。
   3. 只要持有锁的线程仍在运行且未显式释放锁，锁的有效期将被持续延长。
2. 锁释放：
   1. 当持有锁的线程完成任务后，显式调用 unlock 方法释放锁。
   2. 释放锁后，看门狗停止续期操作。
3. 异常处理：
   1. 如果持有锁的线程因异常终止，看门狗将不再续期锁的有效期，锁会在其原始过期时间后自动释放，避免死锁。
4. 看门狗机制防止的问题
   1. 锁意外释放
      1. 在分布式系统中，锁的持有时间可能超过最初设置的过期时间，尤其是在任务执行时间较长或网络延迟较高的情况下。看门狗机制通过定期续期锁的有效期，确保锁不会因为超时而被意外释放。
   2. 数据不一致
      1. 如果锁在任务完成前意外释放，其他节点可能会获取到同一个锁并操作共享资源，从而导致数据不一致。看门狗机制通过持续续期锁，确保当前任务完成前其他节点无法获取锁。
   3. 死锁问题
      1. 如果持有锁的节点因异常崩溃，看门狗机制会停止续期锁的有效期，锁会在过期后自动释放，从而避免永久性锁住资源。
   4. 业务逻辑错误
      1. 在某些场景下，如订单处理系统，任务可能需要较长时间才能完成。看门狗机制可以确保锁在整个任务执行期间保持有效，避免因锁过期而导致任务重复处理。

import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;

public class RedissonWatchdogExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 配置 Redisson
        Config config = new Config();
        config.useSingleServer().setAddress("redis://localhost:6379");

        // 设置看门狗超时时间（单位：毫秒）
        // 默认值为 30000 毫秒（30秒），这里设置为 60秒
        config.setLockWatchdogTimeout(60000);

        // 创建 Redisson 客户端
        RedissonClient redisson = Redisson.create(config);

        // 获取分布式锁
        RLock lock = redisson.getLock("myLock");

        try {
            // 尝试获取锁，看门狗机制会自动续期锁
            boolean isLocked = lock.tryLock();
            if (isLocked) {
                System.out.println("锁获取成功，执行业务逻辑...");

                // 模拟业务逻辑执行时间
                Thread.sleep(100000); // 100秒

                System.out.println("业务逻辑执行完成，释放锁...");
            } else {
                System.out.println("锁获取失败，已有其他线程持有锁...");
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 释放锁
            if (lock.isHeldByCurrentThread()) {
                lock.unlock();
                System.out.println("锁已释放");
            }
        }

        // 关闭 Redisson 客户端
        redisson.shutdown();
    }
}