redisson分布式锁测试demo

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编程小匠人 2024-11-25 10:53:03

文章标签 redisson分布式锁测试demo java redis Redis 分布式锁 文章分类 Redis 数据库

1.可重入问题：

2.可重试问题：

3.超时释放：

4.主从一致性问题：

5.redisson的优缺点：

Redisson 的优点：

Redisson 的缺点：

Redisson 是一个基于 Redis 的 Java 驻内存数据网格解决方案，提供了丰富的分布式数据结构和功能，能够有效地解决可重入、可重试、超时释放以及主从一致性等问题。

1.可重入问题：

Redisson 基于存放线程标识和重入次数的机制来实现可重入的分布式锁。下面是 Redisson 可重入锁的基本原理：

存放线程标识：当一个线程获取了 Redisson 的可重入锁时，Redisson 会将该线程的标识（如线程 ID 或其他唯一标识）存放在 Redis 的一个特定的 key 下，作为锁的持有者标识。
重入次数：同时，Redisson 还会维护一个重入次数计数器，用于记录当前线程已经重入加锁的次数。

通过存放线程标识和重入次数，Redisson 可以实现以下功能：

当同一个线程再次获取可重入锁时，Redisson 会检查当前线程的标识和重入次数，如果匹配则允许重入加锁，重入次数加一。
当释放锁时，Redisson 会根据当前线程的标识和重入次数，进行相应的减少操作，直到重入次数为零时才真正释放锁。

下面是一个伪代码示例，演示了 Redisson 可重入锁的基本原理：

class RedissonReentrantLock {
    // 用于存放线程标识的 Redis 键名
    String lockKey = "reentrant_lock";

    // 获取可重入锁
    public void lock() {
        String currentThreadId = Thread.currentThread().getId();
        int currentCount = getCountFromRedis(currentThreadId);
        if (currentCount > 0 && isCurrentThread(currentThreadId)) {
            // 已经持有锁，重入次数加一
            updateCountInRedis(currentThreadId, currentCount + 1);
        } else {
            // 尝试加锁
            if (tryAcquireLockInRedis()) {
                // 加锁成功，存放线程标识和设置重入次数为一
                storeThreadIdInRedis(currentThreadId);
                storeCountInRedis(currentThreadId, 1);
            } else {
                // 加锁失败，进行等待或重试
                // ...
            }
        }
    }

    // 释放锁
    public void unlock() {
        String currentThreadId = Thread.currentThread().getId();
        int currentCount = getCountFromRedis(currentThreadId);
        if (currentCount == 1) {
            // 重入次数为一时，真正释放锁
            releaseLockInRedis();
            removeThreadIdFromRedis(currentThreadId);
            removeCountFromRedis(currentThreadId);
        } else if (currentCount > 1) {
            // 重入次数减一
            updateCountInRedis(currentThreadId, currentCount - 1);
        } else {
            // 锁已释放或非法操作
        }
    }
}

以上伪代码示例演示了 Redisson 可重入锁的基本流程，包括存放线程标识和重入次数的维护以及加锁和释放锁的逻辑。使得同一个线程可以多次重入加锁，并在释放锁时正确地维护重入次数，确保了分布式环境下的可重入锁的正确性和可靠性。

2.可重试问题：

Redisson 基于信号量（Semaphore）和发布/订阅（Pub/Sub）实现了分布式锁的重试机制。以下是 Redisson 使用信号量和发布/订阅的方式来实现锁的重试机制的简要描述：

基于信号量的重试机制： Redisson 的分布式锁在获取锁时，可以通过信号量设置超时时间和重试等待时间，从而实现重试机制。当一个线程要获取分布式锁时，如果在指定的超时时间内未能获取到锁，它可以释放锁，并等待一段时间后再次尝试获取锁。
基于发布/订阅的重试机制：在 Redisson 的分布式锁获取失败时，可以通过发布/订阅机制进行订阅失败通知。当一个线程获取锁失败后，可以订阅一个特定的频道或主题，用于接收锁的释放或超时等消息，以便进行重新尝试获取锁。

这两种机制可以结合使用，使得 Redisson 的分布式锁在获取失败后，可以进行重试操作。下面是一个简单的伪代码示例，演示了 Redisson 使用信号量和发布/订阅机制实现锁的重试机制：

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

boolean isLocked = false;
try {
    isLocked = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);
    // 尝试获取锁，超时时间 100 毫秒，重试等待时间 10 毫秒
    if (!isLocked) {
        // 获取锁失败，订阅重试频道
        RPatternTopic<String> retryChannel = redisson.getPatternTopic("lockRetryChannel");
        int retryCount = 0;
        while (!isLocked && retryCount < 3) {
            // 接收重试频道的消息
            retryChannel.addListener((channel, message) -> {
                // 收到重试消息后，再次尝试获取锁
                if (!isLocked) {
                    isLocked = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.MILLISECONDS);
                }
            });
            // 等待重试消息
            Thread.sleep(20);
            retryCount++;
        }
    }
} finally {
    if (isLocked) {
        lock.unlock();
    }
}

在上述示例中，当线程在指定时间内未能获取到锁时，它会订阅一个重试频道来接收重试消息，然后进行再次尝试获取锁。

通过信号量和发布/订阅机制的结合使用，Redisson 实现了分布式锁的重试机制，使得在获取锁时可以进行自动的重试操作，提高了分布式锁的可靠性和稳定性。

3.超时释放：

Redisson在处理锁的超时释放方面基于watchdog机制来实现。该机制使用了Redis的Sorted Set数据结构和Redis的过期键监控，以确保在锁超时后能够及时释放。

下面是Redisson基于watchdog解决超时释放的简要原理描述：

使用Sorted Set记录锁的过期时间：在获取分布式锁时，Redisson会将锁的信息（如锁名称、过期时间等）存储在Redis的Sorted Set集合中，以过期时间作为分数。这样，就可以根据过期时间将锁进行排序。
启动Watchdog线程监控锁的过期时间：Redisson会启动一个Watchdog线程，定期检查Sorted Set集合中的锁的过期时间。如果发现有锁已经过期，Watchdog线程将向Redis发布一个消息，通知需要释放这个锁。
监听消息并释放锁：订阅Redis发布的消息的监听者会接收到关于锁超时释放的消息，并执行相应的释放锁的操作。

通过以上机制，Redisson实现了对分布式锁的超时释放功能。这种方式保证了分布式锁在超时后能够及时释放，避免了死锁和资源占用的问题。

下面是一个简单的伪代码示例，演示了Redisson基于watchdog解决超时释放的机制：

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

lock.lock(30, TimeUnit.SECONDS); // 获取锁，设置30秒超时时间

// 业务逻辑处理

lock.unlock(); // 释放锁

在上述示例中，通过设置锁的超时时间，Redisson会自动启动Watchdog线程来监控锁的超时情况，一旦锁超时，Watchdog将发布消息通知需要释放超时的锁。

4.主从一致性问题：

Redisson的MultiLock是一种可以同时锁定多个分布式锁的机制，可以用于解决主从一致性问题。通过MultiLock，可以确保跨多个 Redis 节点（主从）同时获取锁，以实现主从一致性。

下面是Redisson基于MultiLock实现主从一致性的简要原理描述：

创建 MultiLock 对象：在需要进行操作的时候，创建一个MultiLock对象，并指定需要加锁的多个锁。
尝试获取所有锁：调用MultiLock对象的tryLock方法来尝试获取所有的锁，如果成功获取所有锁，则表明跨多个 Redis 节点上的主从节点都成功获取了锁。
执行业务逻辑：一旦MultiLock成功获取所有锁，就可以执行相应的业务逻辑。
释放所有锁：在业务逻辑完成之后，必须调用MultiLock对象的unlock方法来释放所有的锁，以确保释放对应所有锁的资源。

通过以上的操作，可以确保在跨多个 Redis 节点上的主从节点上能够同时获取锁，从而实现主从一致性。下面是一个简单的伪代码示例，演示了Redisson基于MultiLock实现主从一致性的机制：

RLock lock1 = redisson.getLock("myLock1");
RLock lock2 = redisson.getLock("myLock2");
MultiLock multiLock = new MultiLock(lock1, lock2);

boolean isLocked = multiLock.tryLock();
if (isLocked) {
    try {
        // 执行业务逻辑
    } finally {
        multiLock.unlock();
    }
} else {
    // 未能同时获取所有锁，执行相应的处理逻辑
}

在上述示例中，通过MultiLock尝试同时获取多个锁，如果成功获取所有锁，则执行业务逻辑，最后释放所有的锁。通过这种方式，可以确保在分布式环境下跨多个 Redis 节点上的主从节点同时获取锁，从而实现主从一致性。