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Redisson分布式锁核心原理与Java应用实战

发表于 12 小时前 | 查看: 1| 回复: 0

在分布式系统中，协调多个服务或实例对共享资源的访问是一个核心挑战。简单使用Redis的SETNX命令实现的分布式锁，虽然基础，但在实际生产环境中往往面临几个关键问题。

一、基于SETNX的分布式锁存在哪些问题？

不可重入：同一个线程无法多次获取同一把锁。这在使用锁封装的方法相互调用时，极易引发死锁。
不可重试：获取锁仅尝试一次，失败便立即返回。在并发激烈的场景下，合理的重试机制是提升成功率的关键。
超时释放隐患：为避免死锁设置锁超时时间，若业务执行耗时超过锁有效期，锁会提前释放，存在安全风险。
主从一致性问题：在Redis主从架构下，锁信息异步同步到从节点。若在主节点写入锁后、同步完成前主节点宕机，锁信息可能丢失，导致多个客户端同时持有锁。

下图清晰对比了这几种锁机制的特性：
锁机制特性对比图

二、Redisson：Java分布式锁的强大框架

Redisson 是一个在Redis基础上实现的Java驻内存数据网格（In-Memory Data Grid）。它不仅提供了基础的Redis操作，更封装了丰富的分布式对象和分布式服务，其中分布式锁是其最核心的功能之一。

Redisson的分布式锁功能完善，提供了多种锁和同步器以满足不同场景需求，具体列表如下：
Redisson分布式锁和同步器列表

三、快速集成与使用Redisson分布式锁

3.1 引入依赖

首先，在您的 pom.xml 中添加Redisson依赖。

<dependency>
    <groupId>org.redisson</groupId>
    <artifactId>redisson</artifactId>
    <version>3.13.6</version>
</dependency>

3.2 配置Redisson客户端

通过一个配置类来创建 RedissonClient Bean，这是操作所有Redisson功能的基础。

@Configuration
public class RedissonConfig {
    @Bean
    public RedissonClient redissonClient() {
        Config config = new Config();
        // 使用单节点模式，根据实际情况可配置集群、哨兵等模式
        config.useSingleServer()
                .setAddress("redis://192.168.150.101:6379")
                .setPassword("123321");
        return Redisson.create(config);
    }
}

3.3 基础锁使用示例

以下是一个在测试环境中的基本使用示例，展示了获取锁、执行业务和释放锁的完整流程。

@Resource
private RedissonClient redissonClient;

@Test
void testRedisson() throws Exception {
    // 1. 获取锁对象（可重入），指定锁的名称
    RLock lock = redissonClient.getLock("anyLock");

    // 2. 尝试获取锁（支持等待重试和自动释放时间）
    // 参数：最大等待时间、锁持有时间、时间单位
    boolean isLock = lock.tryLock(1, 10, TimeUnit.SECONDS);

    // 3. 判断是否获取成功
    if (isLock) {
        try {
            System.out.println("成功获取锁，执行业务逻辑...");
            // 你的业务代码放在这里
        } finally {
            // 4. 无论如何，最终在finally块中释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

3.4 业务场景实战：秒杀订单

在真实的业务场景，例如秒杀下单中，我们使用Redisson锁来防止用户重复下单，其高并发控制逻辑如下：

@Service
public class VoucherOrderServiceImpl implements IVoucherOrderService {

    @Resource
    private RedissonClient redissonClient;

    @Override
    public Result seckillVoucher(Long voucherId) {
        // ... 优惠券查询、时间校验、库存判断等前置逻辑 ...
        Long userId = UserHolder.getUser().getId();

        // 创建分布式锁对象，锁键以业务前缀+用户ID构成，实现细粒度锁
        RLock lock = redissonClient.getLock("lock:order:" + userId);

        // 尝试获取锁（此处为立即获取，不等待）
        boolean isLock = lock.tryLock();
        if (!isLock) {
            // 获取锁失败，代表该用户正在下单或重复请求
            return Result.fail("不允许重复下单！");
        }
        try {
            // 获取代理对象以确保事务生效
            IVoucherOrderService proxy = (IVoucherOrderService) AopContext.currentProxy();
            return proxy.createVoucherOrder(voucherId);
        } finally {
            // 释放锁
            lock.unlock();
        }
    }
}

四、Redisson可重入锁的实现原理

Redisson的可重入锁设计精巧，它利用Redis的Hash结构来存储锁状态，完美解决了线程重入问题。其加锁的核心逻辑通过一段Lua脚本来保证原子性执行。

加锁Lua脚本解析：

KEYS[1]：锁的键名。
ARGV[1]：锁的生存时间。
ARGV[2]：锁的客户端标识，通常为 客户端ID:线程ID，用作Hash结构中的field。

-- 锁不存在时，加锁并设置过期时间
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;
-- 锁已存在，且是当前线程持有，则重入次数+1
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;
-- 锁被其他线程持有，返回剩余生存时间
return redis.call('pttl', KEYS[1]);

流程解读：