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分布式锁的问题

基于setnx的分布式锁实现起来并不复杂，不过却存在一些问题。

锁误删问题

第一个问题就是锁误删问题，目前释放锁的操作是基于DEL，但是在极端情况下会出现问题。

例如，有线程1获取锁成功，并且执行完任务，正准备释放锁：

总结一下，误删的原因归根结底是因为什么？

• 超时释放

• 判断锁标示、删除锁两个动作不是原子操作

超时释放问题

除了上述问题以外，分布式锁还会碰到一些其它问题：

• 锁的重入问题：同一个线程多次获取锁的场景，目前不支持，可能会导致死锁

• 锁失败的重试问题：获取锁失败后要不要重试？目前是直接失败，不支持重试

• Redis主从的一致性问题：由于主从同步存在延迟，当线程在主节点获取锁后，从节点可能未同步锁信息。如果此时主宕机，会出现锁失效情况。此时会有其它线程也获取锁成功。从而出现并发安全问题。

• ...

当然，上述问题并非无法解决，只不过会比较麻烦。例如：

• 原子性问题：可以利用Redis的LUA脚本来编写锁操作，确保原子性

• 超时问题：利用WatchDog（看门狗）机制，获取锁成功时开启一个定时任务，在锁到期前自动续期，避免超时释放。而当服务宕机后，WatchDog跟着停止运行，不会导致死锁。

• 锁重入问题：可以模拟Synchronized原理，放弃setnx，而是利用Redis的Hash结构来记录锁的持有者以及重入次数，获取锁时重入次数+1，释放锁是重入次数-1，次数为0则锁删除

• 主从一致性问题：可以利用Redis官网推荐的RedLock机制来解决

快速入门

首先引入依赖：

<!--redisson-->
<dependency><groupId>org.redisson</groupId><artifactId>redisson</artifactId>
</dependency>

然后配置：

 @Configurationpublic class RedisConfig {@Beanpublic RedissonClient redissonClient() {// 配置类Config config = new Config();// 添加redis地址，这里添加了单点的地址，也可以使用config.useClusterServers()添加集群地址 config.useSingleServer().setAddress("redis://192.168.150.101:6379").setPassword("123321");// 创建客户端return Redisson.create(config);}}

使用：

看门狗机制不能设置失效时间，设置失效时间看门狗会失效

lock.unlock() 虽然看起来简单，但是底层释放的是当前锁，不会释放其他的锁

@Autowiredprivate RedissonClient redissonClient;@Testvoid testRedisson() throws InterruptedException {// 1.获取锁对象，指定锁名称RLock lock = redissonClient.getLock("anyLock");try {// 2.尝试获取锁，参数：waitTime、leaseTime、时间单位// 设置失效时间看门狗会失效boolean isLock = lock.tryLock();if (!isLock) {// 获取锁失败处理 ..} else {// 获取锁成功处理}} finally {// 4.释放锁lock.unlock();}}

利用Redisson获取锁时可以传3个参数：

• waitTime：获取锁的等待时间。当获取锁失败后可以多次重试，直到waitTime时间耗尽。waitTime默认-1，即失败后立刻返回，不重试。

• leaseTime：锁超时释放时间。默认是30，同时会利用WatchDog来不断更新超时时间。需要注意的是，如果手动设置leaseTime值，会导致WatchDog失效。

• TimeUnit：时间单位

集成

import cn.hutool.core.collection.CollectionUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import com.tianji.common.autoconfigure.redisson.aspect.LockAspect;
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.redisson.config.Config;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnClass;
import org.springframework.boot.autoconfigure.condition.ConditionalOnMissingBean;
import org.springframework.boot.autoconfigure.data.redis.RedisProperties;
import org.springframework.boot.context.properties.EnableConfigurationProperties;
import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;import java.time.Duration;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;@Slf4j
@ConditionalOnClass({RedissonClient.class, Redisson.class})
@Configuration
@EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)
public class RedissonConfig {private static final String REDIS_PROTOCOL_PREFIX = "redis://";private static final String REDISS_PROTOCOL_PREFIX = "rediss://";@Bean@ConditionalOnMissingBeanpublic LockAspect lockAspect(RedissonClient redissonClient){return new LockAspect(redissonClient);}@Bean@ConditionalOnMissingBean    // 当spring容器中没有redissionClient 对象才会创建public RedissonClient redissonClient(RedisProperties properties){log.debug("尝试初始化RedissonClient");// 1.读取Redis配置RedisProperties.Cluster cluster = properties.getCluster();RedisProperties.Sentinel sentinel = properties.getSentinel();String password = properties.getPassword();int timeout = 3000;Duration d = properties.getTimeout();if(d != null){timeout = Long.valueOf(d.toMillis()).intValue();}// 2.设置Redisson配置Config config = new Config();if(cluster != null && !CollectionUtil.isEmpty(cluster.getNodes())){// 集群模式config.useClusterServers().addNodeAddress(convert(cluster.getNodes())).setConnectTimeout(timeout).setPassword(password);}else if(sentinel != null && !StrUtil.isEmpty(sentinel.getMaster())){// 哨兵模式config.useSentinelServers().setMasterName(sentinel.getMaster()).addSentinelAddress(convert(sentinel.getNodes())).setConnectTimeout(timeout).setDatabase(0).setPassword(password);}else{// 单机模式config.useSingleServer().setAddress(String.format("redis://%s:%d", properties.getHost(), properties.getPort())).setConnectTimeout(timeout).setDatabase(0).setPassword(password);}// 3.创建Redisson客户端return Redisson.create(config);}private String[] convert(List<String> nodesObject) {List<String> nodes = new ArrayList<>(nodesObject.size());for (String node : nodesObject) {if (!node.startsWith(REDIS_PROTOCOL_PREFIX) && !node.startsWith(REDISS_PROTOCOL_PREFIX)) {nodes.add(REDIS_PROTOCOL_PREFIX + node);} else {nodes.add(node);}}return nodes.toArray(new String[0]);}
}

几个关键点：

• 这个配置上添加了条件注解@ConditionalOnClass({RedissonClient.class, Redisson.class}) 也就是说，引用了Redisson依赖，这套配置就会生效。不引入Redisson依赖，配置自然不会生效，从而实现按需引入。

• RedissonClient的配置无需自定义Redis地址，而是直接基于SpringBoot中的Redis配置即可。而且不管是Redis单机、Redis集群、Redis哨兵模式都可以支持

所以，在微服务中应用的步骤：

• 引入Redisson依赖

• 注入RedissonClient，使用分布式锁