面试问题
Redis锁的到期时间如果小于业务的执行时间怎么续费?
问题分析
首先,如果你正确使用了Redis的分布式锁,并且阅读了相应的官方文档,这个问题就这么简单。我们来看看。
很多学生使用分布式锁时,直接通过百度搜索找到一个Redis分布式锁工具类来使用。事实上,Redis分布式锁的正确姿势是使用redisson作为客户端工具。
怎么回答?
默认情况下,锁定时间为30秒。如果锁定业务没有完成,那么到30-10=20秒,锁将被更新一次,锁将被重置为30秒。那么这个时候,有些同学可能又会问,业务机坏了怎么办?如果计划任务在停机后无法运行,则无法续订。自然,锁会在30秒后解锁。
Redisson分布式锁的基本原理
Redisson实现redis分布式锁的基本原理
1)锁定机构
让我们看看上面的图片。现在需要锁定一个客户端。如果客户端面对的是redis集群集群,他会先根据哈希节点选择一台机器。
注意这里,只需选择一台机器!这是至关重要的!
然后,一个lua脚本将被发送到redis。lua脚本如下:
为什么使用lua脚本?
因为很多复杂的业务逻辑可以封装在lua脚本中并发送到redis,以保证这个复杂业务逻辑执行的原子性。
那么,这个lua脚本是什么意思?
KEYS[1]代表您锁定的密钥,例如:
RLock lock=redison . getlock(' my lock ');
你在这里自己设定锁的钥匙是“我的锁”。
ARGV[1]表示锁钥匙的默认寿命,默认为30秒。
ARGV[2]表示锁定客户端的ID,类似于以下内容:
8743 C9 c0-0795-4907-87fd-6c 719 a6b 4586:1
向大家解释第一个if判断语句是用“exists myLock”命令来判断。如果您要锁定的锁钥匙不存在,您可以锁定它。
怎么锁?非常简单,使用以下命令:
hset myLock
8743 c9c 0-0795-4907-87fd-6c 719 a6b 4586:1 1
通过此命令设置哈希数据结构。执行此命令后,将出现类似以下内容的数据结构:
以上表示客户端“8743 C9 c 0-0795-4907-87FD-6c 719 a6 b 458633601”已完成锁定钥匙“myLock”。
然后,将执行“pexpire myLock 30000”命令,myLock的锁键寿命将设置为30秒。
好了,就这样。好了,锁定完成。
(2)锁定和互斥机制
那么此时,如果客户端2试图锁定并执行相同的lua脚本,会发生什么呢?
很简单,第一个if判断会执行“存在我的锁”,发现我的锁的锁键已经存在。
然后,第二个if判断确定myLock锁密钥的哈希数据结构是否包含客户端2的ID,但显然不是,因为它包含客户端1的ID。
因此,客户端2将获得pttl myLock返回的一个数字,该数字代表myLock的剩余寿命,即锁密钥。大概能活15000毫秒。
此时客户端2会进入一个while循环,不停的尝试加锁。(3)watch dog自动延期机制
客户端1加锁的锁key默认生存时间才30秒,如果超过了30秒,客户端1还想一直持有这把锁,怎么办呢?
简单!只要客户端1一旦加锁成功,就会启动一个watch dog看门狗,他是一个后台线程,会每隔10秒检查一下,如果客户端1还持有锁key,那么就会不断的延长锁key的生存时间。
(4)可重入加锁机制
那如果客户端1都已经持有了这把锁了,结果可重入的加锁会怎么样呢?
比如下面这种代码:
这时我们来分析一下上面那段lua脚本。
第一个if判断肯定不成立,“exists myLock”会显示锁key已经存在了。
第二个if判断会成立,因为myLock的hash数据结构中包含的那个ID,就是客户端1的那个ID,也就是“8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1”
此时就会执行可重入加锁的逻辑,他会用:
incrby myLock
8743c9c0-0795-4907-87fd-6c71a6b4586:1 1
通过这个命令,对客户端1的加锁次数,累加1。
此时myLock数据结构变为下面这样:
大家看到了吧,那个myLock的hash数据结构中的那个客户端ID,就对应着加锁的次数
(5)释放锁机制
如果执行lock.unlock(),就可以释放分布式锁,此时的业务逻辑也是非常简单的。
其实说白了,就是每次都对myLock数据结构中的那个加锁次数减1。
如果发现加锁次数是0了,说明这个客户端已经不再持有锁了,此时就会用:
“del myLock”命令,从redis里删除这个key。
然后呢,另外的客户端2就可以尝试完成加锁了。
这就是所谓的分布式锁的开源Redisson框架的实现机制。
一般我们在生产系统中,可以用Redisson框架提供的这个类库来基于redis进行分布式锁的加锁与释放锁。
(6)上述Redis分布式锁的缺点
其实上面那种方案最大的问题,就是如果你对某个redis master实例,写入了myLock这种锁key的value,此时会异步复制给对应的master slave实例。
但是这个过程中一旦发生redis master宕机,主备切换,redis slave变为了redis master。
接着就会导致,客户端2来尝试加锁的时候,在新的redis master上完成了加锁,而客户端1也以为自己成功加了锁。
此时就会导致多个客户端对一个分布式锁完成了加锁。
这时系统在业务语义上一定会出现问题,导致各种脏数据的产生。
所以这个就是redis cluster,或者是redis master-slave架构的主从异步复制导致的redis分布式锁的最大缺陷:在redis master实例宕机的时候,可能导致多个客户端同时完成加锁。