歇凛尾 发表于 2025-6-4 22:23:19

分布式锁—2.Redisson的可重入锁

大纲
1.Redisson可重入锁RedissonLock概述
2.可重入锁源码之创建RedissonClient实例
3.可重入锁源码之lua脚本加锁逻辑
4.可重入锁源码之WatchDog维持加锁逻辑
5.可重入锁源码之可重入加锁逻辑
6.可重入锁源码之锁的互斥阻塞逻辑
7.可重入锁源码之释放锁逻辑
8.可重入锁源码之获取锁超时与锁超时自动释放逻辑
9.可重入锁源码总结
 
1.Redisson可重入锁RedissonLock概述
(1)在pom.xml里引入依赖
(2)构建RedissonClient并使用Redisson
(3)Redisson可重入锁RedissonLock简单使用
 
(1)在pom.xml里引入依赖
<dependencies>
    <dependency>
      <groupId>org.redisson</groupId>
      redisson</artifactId>
      <version>3.16.8</version>
   </dependency>
</dependencies>(2)构建RedissonClient并使用Redisson
参考官网中文文档,连接上3主3从的Redis Cluster。
//https://github.com/redisson/redisson/wiki/目录
public class Application {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      //连接3主3从的Redis CLuster
      Config config = new Config();
      config.useClusterServers()
            .addNodeAddress("redis://192.168.1.110:7001")
            .addNodeAddress("redis://192.168.1.110:7002")
            .addNodeAddress("redis://192.168.1.110:7003")
            .addNodeAddress("redis://192.168.1.111:7001")
            .addNodeAddress("redis://192.168.1.111:7002")
            .addNodeAddress("redis://192.168.1.111:7003");

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

      //获取可重入锁
      RLock lock = redisson.getLock("myLock");
      lock.lock();
      lock.unlock();
      
      RMap<String, Object> map = redisson.getMap("myMap");
      map.put("foo", "bar");
      
      map = redisson.getMap("myMap");
      System.out.println(map.get("foo"));   
    }
}(3)Redisson可重入锁RedissonLock简单使用
Redisson可重入锁RLock实现了java.util.concurrent.locks.Lock接口,同时还提供了异步(Async)、响应式(Reactive)和RxJava2标准的接口。
RLock lock = redisson.getLock("myLock");
//最常见的使用方法
lock.lock();如果设置锁的超时时间不合理,导致超时时间已到时锁还没能主动释放,但实际上锁却被Redis节点通过过期时间释放了,这会有问题。
 
为了避免这种情况,Redisson内部提供了一个用来监控锁的WatchDog。WatchDog的作用是在Redisson实例被关闭前,不断地延长锁的有效期。
 
WatchDog检查锁的默认超时时间是30秒,可通过Config.lockWatchdogTimeout来指定。
 
RLock的tryLock方法提供了leaseTime参数来指定加锁的超时时间,超过这个时间后锁便自动被释放。
//如果没有主动释放锁的话,10秒后将会自动释放锁
lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS);

//加锁等待最多是100秒;加锁成功后如果没有主动释放锁的话,锁会在10秒后自动释放
boolean res = lock.tryLock(100, 10, TimeUnit.SECONDS);
if (res) {
    try {
      ...
    } finally {
      lock.unlock();
    }
}RLock完全符合Java的Lock规范,即只有拥有锁的进程才能解锁,其他进程解锁则会抛出IllegalMonitorStateException错误。如果需要其他进程也能解锁,那么可以使用分布式信号量Semaphore。
 
2.可重入锁源码之创建RedissonClient实例
(1)初始化与Redis的连接管理器ConnectionManager
(2)初始化Redis的命令执行器CommandExecutor
 
使用Redisson.create()方法可以根据配置创建一个RedissonClient实例,因为Redisson类会实现RedissonClient接口,而创建RedissonClient实例的主要工作其实就是:
一.初始化与Redis的连接管理器ConnectionManager
二.初始化Redis的命令执行器CommandExecutor
 
(1)初始化与Redis的连接管理器ConnectionManager
Redis的配置类Config会被封装在连接管理器ConnectionManager中,后续可以通过连接管理器ConnectionManager获取Redis的配置类Config。
public class Application {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      Config config = new Config();
      config.useClusterServers().addNodeAddress("redis://192.168.1.110:7001");
      //创建RedissonClient实例
      RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
      ...
    }
}

//创建RedissonClient实例的源码
public class Redisson implements RedissonClient {
    protected final Config config;//Redis配置类
    protected final ConnectionManager connectionManager;//Redis的连接管理器
    protected final CommandAsyncExecutor commandExecutor;//Redis的命令执行器

    ...
    public static RedissonClient create(Config config) {
      return new Redisson(config);
    }
   
    protected Redisson(Config config) {
      this.config = config;
      Config configCopy = new Config(config);
      //根据Redis配置类Config实例创建和Redis的连接管理器
      connectionManager = ConfigSupport.createConnectionManager(configCopy);
      RedissonObjectBuilder objectBuilder = null;
      if (config.isReferenceEnabled()) {
            objectBuilder = new RedissonObjectBuilder(this);
      }
      //创建Redis的命令执行器
      commandExecutor = new CommandSyncService(connectionManager, objectBuilder);
      evictionScheduler = new EvictionScheduler(commandExecutor);
      writeBehindService = new WriteBehindService(commandExecutor);
    }
    ...
}

public class ConfigSupport {
    ...
    //创建Redis的连接管理器
    public static ConnectionManager createConnectionManager(Config configCopy) {
      //生成UUID
      UUID id = UUID.randomUUID();
      ...
      if (configCopy.getClusterServersConfig() != null) {
            validate(configCopy.getClusterServersConfig());
            //返回ClusterConnectionManager实例
            return new ClusterConnectionManager(configCopy.getClusterServersConfig(), configCopy, id);
      }
      ...
    }
    ...
}

public class ClusterConnectionManager extends MasterSlaveConnectionManager {
    public ClusterConnectionManager(ClusterServersConfig cfg, Config config, UUID id) {
      super(config, id);
      ...
      this.natMapper = cfg.getNatMapper();
      //将Redis的配置类Config封装在ConnectionManager中
      this.config = create(cfg);
      initTimer(this.config);
   
      Throwable lastException = null;
      List<String> failedMasters = new ArrayList<String>();
      for (String address : cfg.getNodeAddresses()) {
            RedisURI addr = new RedisURI(address);
            //异步连接Redis节点
            CompletionStage<RedisConnection> connectionFuture = connectToNode(cfg, addr, addr.getHost());
            ...
            //通过connectionFuture阻塞获取建立好的连接
            RedisConnection connection = connectionFuture.toCompletableFuture().join();
            ...
            List<ClusterNodeInfo> nodes = connection.sync(clusterNodesCommand);
            ...
            CompletableFuture<Collection<ClusterPartition>> partitionsFuture = parsePartitions(nodes);
            Collection<ClusterPartition> partitions = partitionsFuture.join();
            List<CompletableFuture<Void>> masterFutures = new ArrayList<>();
            for (ClusterPartition partition : partitions) {
                if (partition.isMasterFail()) {
                  failedMasters.add(partition.getMasterAddress().toString());
                  continue;
                }
                if (partition.getMasterAddress() == null) {
                  throw new IllegalStateException("Master node: " + partition.getNodeId() + " doesn't have address.");
                }
                CompletableFuture<Void> masterFuture = addMasterEntry(partition, cfg);
                masterFutures.add(masterFuture);
            }
            CompletableFuture<Void> masterFuture = CompletableFuture.allOf(masterFutures.toArray(new CompletableFuture));
            masterFuture.join();
            ...
      }
      ...
    }
    ...
}

public class MasterSlaveConnectionManager implements ConnectionManager {
    protected final String id;//初始化时为UUID
    private final Map<RedisURI, RedisConnection> nodeConnections = new ConcurrentHashMap<>();
    ...
    protected MasterSlaveConnectionManager(Config cfg, UUID id) {
      this.id = id.toString();//传入的是UUID
      this.cfg = cfg;
      ...
    }
   
    protected final CompletionStage<RedisConnection> connectToNode(NodeType type, BaseConfig<?> cfg, RedisURI addr, String sslHostname) {
      RedisConnection conn = nodeConnections.get(addr);
      if (conn != null) {
            if (!conn.isActive()) {
                closeNodeConnection(conn);
            } else {
                return CompletableFuture.completedFuture(conn);
            }
      }
      //创建Redis客户端连接实例
      RedisClient client = createClient(type, addr, cfg.getConnectTimeout(), cfg.getTimeout(), sslHostname);
      //向Redis服务端发起异步连接请求,这个future会层层往外返回
      CompletionStage<RedisConnection> future = client.connectAsync();
      return future.thenCompose(connection -> {
            if (connection.isActive()) {
                if (!addr.isIP()) {
                  RedisURI address = new RedisURI(addr.getScheme() + "://" + connection.getRedisClient().getAddr().getAddress().getHostAddress() + ":" + connection.getRedisClient().getAddr().getPort());
                  nodeConnections.put(address, connection);
                }
                nodeConnections.put(addr, connection);
                return CompletableFuture.completedFuture(connection);
            } else {
                connection.closeAsync();
                CompletableFuture<RedisConnection> f = new CompletableFuture<>();
                f.completeExceptionally(new RedisException("Connection to " + connection.getRedisClient().getAddr() + " is not active!"));
                return f;
            }
      });
    }
   
    //创建Redis客户端连接实例
    @Override
    public RedisClient createClient(NodeType type, RedisURI address, int timeout, int commandTimeout, String sslHostname) {
      RedisClientConfig redisConfig = createRedisConfig(type, address, timeout, commandTimeout, sslHostname);
      return RedisClient.create(redisConfig);
    }
    ...
}

//Redisson主要使用Netty去和Redis服务端建立连接
public final class RedisClient {
    private final Bootstrap bootstrap;
    private final Bootstrap pubSubBootstrap;
    ...
    public static RedisClient create(RedisClientConfig config) {
      return new RedisClient(config);
    }
   
    private RedisClient(RedisClientConfig config) {
      ...
      bootstrap = createBootstrap(copy, Type.PLAIN);
      pubSubBootstrap = createBootstrap(copy, Type.PUBSUB);
      this.commandTimeout = copy.getCommandTimeout();
    }
   
    private Bootstrap createBootstrap(RedisClientConfig config, Type type) {
      Bootstrap bootstrap = new Bootstrap()
            .resolver(config.getResolverGroup())
            .channel(config.getSocketChannelClass())
            .group(config.getGroup());
      bootstrap.handler(new RedisChannelInitializer(bootstrap, config, this, channels, type));
      bootstrap.option(ChannelOption.CONNECT_TIMEOUT_MILLIS, config.getConnectTimeout());
      bootstrap.option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, config.isKeepAlive());
      bootstrap.option(ChannelOption.TCP_NODELAY, config.isTcpNoDelay());
      config.getNettyHook().afterBoostrapInitialization(bootstrap);
      return bootstrap;
    }
   
    //向Redis服务端发起异步连接请求
    public RFuture<RedisConnection> connectAsync() {
      CompletableFuture<InetSocketAddress> addrFuture = resolveAddr();
      CompletableFuture<RedisConnection> f = addrFuture.thenCompose(res -> {
            CompletableFuture<RedisConnection> r = new CompletableFuture<>();
            //Netty的Bootstrap发起连接
            ChannelFuture channelFuture = bootstrap.connect(res);
            channelFuture.addListener(new ChannelFutureListener() {
                @Override
                public void operationComplete(final ChannelFuture future) throws Exception {
                  if (bootstrap.config().group().isShuttingDown()) {
                        IllegalStateException cause = new IllegalStateException("RedisClient is shutdown");
                        r.completeExceptionally(cause);
                        return;
                  }
                  if (future.isSuccess()) {
                        RedisConnection c = RedisConnection.getFrom(future.channel());
                        c.getConnectionPromise().whenComplete((res, e) -> {
                            bootstrap.config().group().execute(new Runnable() {
                              @Override
                              public void run() {
                                    if (e == null) {
                                        if (!r.complete(c)) {
                                          c.closeAsync();
                                        }
                                    } else {
                                        r.completeExceptionally(e);
                                        c.closeAsync();
                                    }
                              }
                            });
                        });
                  } else {
                        bootstrap.config().group().execute(new Runnable() {
                            public void run() {
                              r.completeExceptionally(future.cause());
                            }
                        });
                  }
                }
            });
            return r;
      });
      return new CompletableFutureWrapper<>(f);
    }
    ...
}(2)初始化Redis的命令执行器CommandExecutor
首先,CommandSyncService继承自CommandAsyncService类。
 
而CommandAsyncService类实现了CommandExecutor接口。
 
然后,ConnectionManager连接管理器会封装在命令执行器CommandExecutor中。
 
所以,通过CommandExecutor命令执行器可以获取连接管理器ConnectionManager。
//Redis命令的同步执行器CommandSyncService
public class CommandSyncService extends CommandAsyncService implements CommandExecutor {
    //初始化CommandExecutor
    public CommandSyncService(ConnectionManager connectionManager, RedissonObjectBuilder objectBuilder) {
      super(connectionManager, objectBuilder, RedissonObjectBuilder.ReferenceType.DEFAULT);
    }
   
    public <T, R> R read(String key, RedisCommand<T> command, Object... params) {
      return read(key, connectionManager.getCodec(), command, params);
    }
   
    public <T, R> R read(String key, Codec codec, RedisCommand<T> command, Object... params) {
      RFuture<R> res = readAsync(key, codec, command, params);
      return get(res);
    }
   
    public <T, R> R evalRead(String key, RedisCommand<T> evalCommandType, String script, List<Object> keys, Object... params) {
      return evalRead(key, connectionManager.getCodec(), evalCommandType, script, keys, params);
    }
   
    public <T, R> R evalRead(String key, Codec codec, RedisCommand<T> evalCommandType, String script, List<Object> keys, Object... params) {
      RFuture<R> res = evalReadAsync(key, codec, evalCommandType, script, keys, params);
      return get(res);
    }
   
    public <T, R> R evalWrite(String key, RedisCommand<T> evalCommandType, String script, List<Object> keys, Object... params) {
      return evalWrite(key, connectionManager.getCodec(), evalCommandType, script, keys, params);
    }
   
    public <T, R> R evalWrite(String key, Codec codec, RedisCommand<T> evalCommandType, String script, List<Object> keys, Object... params) {
      RFuture<R> res = evalWriteAsync(key, codec, evalCommandType, script, keys, params);
      return get(res);
    }
}

//Redis命令的异步执行器CommandAsyncService
public class CommandAsyncService implements CommandAsyncExecutor {
    //Redis连接管理器
    final ConnectionManager connectionManager;
    final RedissonObjectBuilder objectBuilder;
    final RedissonObjectBuilder.ReferenceType referenceType;

    public CommandAsyncService(ConnectionManager connectionManager, RedissonObjectBuilder objectBuilder, RedissonObjectBuilder.ReferenceType referenceType) {
      this.connectionManager = connectionManager;
      this.objectBuilder = objectBuilder;
      this.referenceType = referenceType;
    }
   
    @Override
    public <V> V getNow(CompletableFuture<V> future) {
      try {
            return future.getNow(null);
      } catch (Exception e) {
            return null;
      }
    }
   
    @Override
    public <T, R> R read(String key, Codec codec, RedisCommand<T> command, Object... params) {
      RFuture<R> res = readAsync(key, codec, command, params);
      return get(res);
    }
   
    @Override
    public <T, R> RFuture<R> readAsync(String key, Codec codec, RedisCommand<T> command, Object... params) {
      NodeSource source = getNodeSource(key);
      return async(true, source, codec, command, params, false, false);
    }
   
    private NodeSource getNodeSource(String key) {
      int slot = connectionManager.calcSlot(key);
      return new NodeSource(slot);
    }
   
    public <V, R> RFuture<R> async(boolean readOnlyMode, NodeSource source, Codec codec, RedisCommand<V> command, Object[] params, boolean ignoreRedirect, boolean noRetry) {
      CompletableFuture<R> mainPromise = createPromise();
      RedisExecutor<V, R> executor = new RedisExecutor<>(readOnlyMode, source, codec, command, params, mainPromise, ignoreRedirect, connectionManager, objectBuilder, referenceType, noRetry);
      executor.execute();
      return new CompletableFutureWrapper<>(mainPromise);
    }
   
    @Override
    public <V> V get(RFuture<V> future) {
      if (Thread.currentThread().getName().startsWith("redisson-netty")) {
            throw new IllegalStateException("Sync methods can't be invoked from async/rx/reactive listeners");
      }
      try {
            return future.toCompletableFuture().get();
      } catch (InterruptedException e) {
            future.cancel(true);
            Thread.currentThread().interrupt();
            throw new RedisException(e);
      } catch (ExecutionException e) {
            throw convertException(e);
      }
    }
    ...

3.可重入锁源码之lua脚本加锁逻辑
(1)通过Redisson.getLock()方法获取一个RedissonLock实例
(2)加锁时的执行流程
(3)加锁时执行的lua脚本
(4)执行加锁lua脚本的命令执行器逻辑
(5)如何根据slot值获取对应的节点
 
(1)通过Redisson.getLock()方法获取一个RedissonLock实例
在Redisson.getLock()方法中,会传入命令执行器CommandExecutor来创建一个RedissonLock实例,而命令执行器CommandExecutor是在执行Redisson.create()方法时初始化好的,所以命令执行器CommandExecutor会被封装在RedissonLock实例中。
 
因此,通过RedissonLock实例可以获取一个命令执行器CommandExecutor,通过命令执行器CommandExecutor可获取连接管理器ConnectionManager,通过连接管理器ConnectionManager可获取Redis的配置信息类Config,通过Redis的配置信息类Config可以获取各种配置信息。
 
RedissonLock类继承自实现了RLock接口的RedissonBaseLock类。在RedissonLock的构造方法里面,有个internalLockLeaseTime变量,这个internalLockLeaseTime变量与WatchDog看门狗有关系。interlnalLockLeaseTime的默认值是30000毫秒,即30秒;
public class Application {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
      Config config = new Config();
      config.useClusterServers().addNodeAddress("redis://192.168.1.110:7001");
      //创建RedissonClient实例
      RedissonClient redisson = Redisson.create(config);
      //获取可重入锁
      RLock lock = redisson.getLock("myLock");
      lock.lock();
      ...
    }
}

//创建Redisson实例
public class Redisson implements RedissonClient {
    protected final Config config;//Redis配置类
    protected final ConnectionManager connectionManager;//Redis的连接管理器
    protected final CommandAsyncExecutor commandExecutor;//Redis的命令执行器
    ...
   
    public static RedissonClient create(Config config) {
      return new Redisson(config);
    }
   
    protected Redisson(Config config) {
      ...
      //根据Redis配置类Config实例创建和Redis的连接管理器
      connectionManager = ConfigSupport.createConnectionManager(configCopy);
      //创建Redis的命令执行器
      commandExecutor = new CommandSyncService(connectionManager, objectBuilder);
      ...
    }
    ...
    @Override
    public RLock getLock(String name) {
      return new RedissonLock(commandExecutor, name);
    }
    ...
}

//创建RedissonLock实例
//通过RedissonLock实例可以获取一个命令执行器CommandExecutor;
public class RedissonLock extends RedissonBaseLock {
    protected long internalLockLeaseTime;
    protected final LockPubSub pubSub;
    final CommandAsyncExecutor commandExecutor;
   
    public RedissonLock(CommandAsyncExecutor commandExecutor, String name) {
      super(commandExecutor, name);
      this.commandExecutor = commandExecutor;
      //与WatchDog有关的internalLockLeaseTime
      //通过命令执行器CommandExecutor可以获取连接管理器ConnectionManager
      //通过连接管理器ConnectionManager可以获取Redis的配置信息类Config
      //通过Redis的配置信息类Config可以获取lockWatchdogTimeout超时时间
      this.internalLockLeaseTime = commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout();
      this.pubSub = commandExecutor.getConnectionManager().getSubscribeService().getLockPubSub();
    }
    ...
}

//创建Redis的命令执行器
//通过命令执行器CommandExecutor可以获取连接管理器ConnectionManager
public class CommandAsyncService implements CommandAsyncExecutor {
    final ConnectionManager connectionManager;
    ...
    public CommandAsyncService(ConnectionManager connectionManager, RedissonObjectBuilder objectBuilder, RedissonObjectBuilder.ReferenceType referenceType) {
      this.connectionManager = connectionManager;
      this.objectBuilder = objectBuilder;
      this.referenceType = referenceType;
    }
   
    @Override
    public ConnectionManager getConnectionManager() {
      return connectionManager;
    }
    ...
}

//创建Redis的连接管理器
//通过连接管理器ConnectionManager可以获取Redis的配置信息类Config
public class ClusterConnectionManager extends MasterSlaveConnectionManager {
    ...
    public ClusterConnectionManager(ClusterServersConfig cfg, Config config, UUID id) {
      super(config, id);
      ...
    }
    ...
}

//创建Redis的连接管理器
//通过连接管理器ConnectionManager可以获取Redis的配置信息类Config
public class MasterSlaveConnectionManager implements ConnectionManager {
    private final Config cfg;
    protected final String id;//初始化时为UUID
    ...
    protected MasterSlaveConnectionManager(Config cfg, UUID id) {
      this.id = id.toString();//传入的是UUID
      this.cfg = cfg;
      ...
    }
   
    @Override
    public Config getCfg() {
      return cfg;
    }
    ...
}

//配置信息类Config中的lockWatchdogTimeout变量初始化为30秒,该变量与WatchDog有关
public class Config {
    private long lockWatchdogTimeout = 30 * 1000;
    ...
    //This parameter is only used if lock has been acquired without leaseTimeout parameter definition.
    //Lock expires after "lockWatchdogTimeout" if watchdog didn't extend it to next "lockWatchdogTimeout" time interval.
    //This prevents against infinity locked locks due to Redisson client crush or any other reason when lock can't be released in proper way.
    //Default is 30000 milliseconds
    public Config setLockWatchdogTimeout(long lockWatchdogTimeout) {
      this.lockWatchdogTimeout = lockWatchdogTimeout;
      return this;
    }
   
    public long getLockWatchdogTimeout() {
      return lockWatchdogTimeout;
    }
}默认情况下,调用RedissonLock.lock()方法加锁时,传入的leaseTime为-1。此时锁的超时时间会设为lockWatchdogTimeout默认的30秒,从而避免出现死锁的情况。
public class RedissonLock extends RedissonBaseLock {
    ...
    //加锁
    @Override
    public void lock() {
      try {
            lock(-1, null, false);
      } catch (InterruptedException e) {
            throw new IllegalStateException();
      }
    }
   
    private void lock(long leaseTime, TimeUnit unit, boolean interruptibly) throws InterruptedException {
      long threadId = Thread.currentThread().getId();
      Long ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
      ...
    }
   
    //解锁
    @Override
    public void unlock() {
      try {
            get(unlockAsync(Thread.currentThread().getId()));
      } catch (RedisException e) {
            if (e.getCause() instanceof IllegalMonitorStateException) {
                throw (IllegalMonitorStateException) e.getCause();
            } else {
                throw e;
            }
      }
    }
    ...
}(2)加锁时的执行流程
首先会调用RedissonLock的tryAcquire()方法处理异步RFuture相关,然后调用RedissonLock的tryAcquireAsync()方法对执行脚本的结果进行处理,接着调用RedissonLock.tryLockInnerAsync方法执行加锁的lua脚本。
public class RedissonLock extends RedissonBaseLock {
    protected long internalLockLeaseTime;
    protected final LockPubSub pubSub;
    final CommandAsyncExecutor commandExecutor;
   
    public RedissonLock(CommandAsyncExecutor commandExecutor, String name) {
      super(commandExecutor, name);
      this.commandExecutor = commandExecutor;
      //与WatchDog有关的internalLockLeaseTime
      //通过命令执行器CommandExecutor可以获取连接管理器ConnectionManager
      //通过连接管理器ConnectionManager可以获取Redis的配置信息类Config
      //通过Redis的配置信息类Config可以获取lockWatchdogTimeout超时时间
      this.internalLockLeaseTime = commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout();
      this.pubSub = commandExecutor.getConnectionManager().getSubscribeService().getLockPubSub();
    }
    ...
    //加锁
    @Override
    public void lock() {
      try {
            lock(-1, null, false);
      } catch (InterruptedException e) {
            throw new IllegalStateException();
      }
    }
   
    private void lock(long leaseTime, TimeUnit unit, boolean interruptibly) throws InterruptedException {
      //线程ID,用来生成设置Hash的值
      long threadId = Thread.currentThread().getId();
      //尝试加锁,此时执行RedissonLock.lock()方法默认传入的leaseTime=-1
      Long ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
      //ttl为null说明加锁成功
      if (ttl == null) {
            return;
      }
      //加锁失败时的处理
      CompletableFuture<RedissonLockEntry> future = subscribe(threadId);
      if (interruptibly) {
            commandExecutor.syncSubscriptionInterrupted(future);
      } else {
            commandExecutor.syncSubscription(future);
      }
      try {
            while (true) {
                ttl = tryAcquire(-1, leaseTime, unit, threadId);
                // lock acquired
                if (ttl == null) {
                  break;
                }
                // waiting for message
                if (ttl >= 0) {
                  try {
                        commandExecutor.getNow(future).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                  } catch (InterruptedException e) {
                        if (interruptibly) {
                            throw e;
                        }
                        commandExecutor.getNow(future).getLatch().tryAcquire(ttl, TimeUnit.MILLISECONDS);
                  }
                } else {
                  if (interruptibly) {
                        commandExecutor.getNow(future).getLatch().acquire();
                  } else {
                        commandExecutor.getNow(future).getLatch().acquireUninterruptibly();
                  }
                }
            }
      } finally {
            unsubscribe(commandExecutor.getNow(future), threadId);
      }
    }
    ...
    private Long tryAcquire(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
      //默认下waitTime和leaseTime都是-1,下面调用的get方法是来自于RedissonObject的get()方法
      //可以理解为异步转同步:将异步的tryAcquireAsync通过get转同步
      return get(tryAcquireAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId));
    }
   
    private <T> RFuture<Long> tryAcquireAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId) {
      RFuture<Long> ttlRemainingFuture;
      if (leaseTime != -1) {
            ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, leaseTime, unit, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
      } else {
            //默认情况下,由于leaseTime=-1,所以会使用初始化RedissonLock实例时的internalLockLeaseTime
            //internalLockLeaseTime的默认值就是lockWatchdogTimeout的默认值,30秒
            ttlRemainingFuture = tryLockInnerAsync(waitTime, internalLockLeaseTime, TimeUnit.MILLISECONDS, threadId, RedisCommands.EVAL_LONG);
      }
      CompletionStage<Long> f = ttlRemainingFuture.thenApply(ttlRemaining -> {
            //加锁返回的ttlRemaining为null表示加锁成功
            if (ttlRemaining == null) {
                if (leaseTime != -1) {
                  internalLockLeaseTime = unit.toMillis(leaseTime);
                } else {
                  scheduleExpirationRenewal(threadId);
                }
            }
            return ttlRemaining;
      });
      return new CompletableFutureWrapper<>(f);
    }
   
    //默认情况下,外部传入的leaseTime=-1时,会取lockWatchdogTimeout的默认值=30秒
    <T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {
      return evalWriteAsync(getRawName(), LongCodec.INSTANCE, command,
            "if (redis.call('exists', KEYS) == 0) then " +
                "redis.call('hincrby', KEYS, ARGV, 1); " +
                "redis.call('pexpire', KEYS, ARGV); " +
                "return nil; " +
            "end; " +
            "if (redis.call('hexists', KEYS, ARGV) == 1) then " +
                "redis.call('hincrby', KEYS, ARGV, 1); " +
                "redis.call('pexpire', KEYS, ARGV); " +
                "return nil; " +
            "end; " +
            "return redis.call('pttl', KEYS);",
            Collections.singletonList(getRawName()),//锁的名字:KEYS
            unit.toMillis(leaseTime),//过期时间:ARGV,默认时为30秒
            getLockName(threadId)//ARGV,值为UUID + 线程ID
      );
    }
    ...
}

public abstract class RedissonBaseLock extends RedissonExpirable implements RLock {
    final String id;
    final String entryName;
    final CommandAsyncExecutor commandExecutor;
   
    public RedissonBaseLock(CommandAsyncExecutor commandExecutor, String name) {
      super(commandExecutor, name);
      this.commandExecutor = commandExecutor;
      this.id = commandExecutor.getConnectionManager().getId();
      this.internalLockLeaseTime = commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout();
      this.entryName = id + ":" + name;
    }
   
    protected String getLockName(long threadId) {
      return id + ":" + threadId;
    }
    ...
}

abstract class RedissonExpirable extends RedissonObject implements RExpirable {
    ...
    RedissonExpirable(CommandAsyncExecutor connectionManager, String name) {
      super(connectionManager, name);
    }
    ...
}

public abstract class RedissonObject implements RObject {
    protected final CommandAsyncExecutor commandExecutor;
    protected String name;
    protected final Codec codec;
   
    public RedissonObject(Codec codec, CommandAsyncExecutor commandExecutor, String name) {
      this.codec = codec;
      this.commandExecutor = commandExecutor;
      if (name == null) {
            throw new NullPointerException("name can't be null");
      }
      setName(name);
    }
    ...
    protected final <V> V get(RFuture<V> future) {
      //下面会调用CommandAsyncService.get()方法
      return commandExecutor.get(future);
    }
    ...
}

public class CommandAsyncService implements CommandAsyncExecutor {
    ...
    @Override
    public <V> V get(RFuture<V> future) {
      if (Thread.currentThread().getName().startsWith("redisson-netty")) {
            throw new IllegalStateException("Sync methods can't be invoked from async/rx/reactive listeners");
      }
      try {
            return future.toCompletableFuture().get();
      } catch (InterruptedException e) {
            future.cancel(true);
            Thread.currentThread().interrupt();
            throw new RedisException(e);
      } catch (ExecutionException e) {
            throw convertException(e);
      }
    }
    ...
}(3)加锁时执行的lua脚本
public class RedissonLock extends RedissonBaseLock {
    //默认情况下,外部传入的leaseTime=-1时,会取lockWatchdogTimeout的默认值=30秒
    <T> RFuture<T> tryLockInnerAsync(long waitTime, long leaseTime, TimeUnit unit, long threadId, RedisStrictCommand<T> command) {
      return evalWriteAsync(getRawName(), LongCodec.INSTANCE, command,
            "if (redis.call('exists', KEYS) == 0) then " +
                "redis.call('hincrby', KEYS, ARGV, 1); " +
                "redis.call('pexpire', KEYS, ARGV); " +
                "return nil; " +
            "end; " +
            "if (redis.call('hexists', KEYS, ARGV) == 1) then " +
                "redis.call('hincrby', KEYS, ARGV, 1); " +
                "redis.call('pexpire', KEYS, ARGV); " +
                "return nil; " +
            "end; " +
            "return redis.call('pttl', KEYS);",
            Collections.singletonList(getRawName()),//锁的名字:KEYS,比如"myLock"
            unit.toMillis(leaseTime),//过期时间:ARGV,默认时为30秒
            getLockName(threadId)//ARGV,值为UUID + 线程ID
      );
    }
    ...
}首先执行Redis的exists命令,判断key为锁名的Hash值是否不存在,也就是判断key为锁名myLock的Hash值是否存在。
 
一.如果key为锁名的Hash值不存在,那么就进行如下加锁处理
首先通过Redis的hset命令设置一个key为锁名的Hash值。该Hash值的key为锁名,value是一个映射。也就是在value值中会有一个field为UUID + 线程ID,value为1的映射。比如:hset myLock UUID:ThreadID 1,lua脚本中的ARGV就是由UUID + 线程ID组成的唯一值。
 
然后通过Redis的pexpire命令设置key为锁名的Hash值的过期时间,也就是设置key为锁名的Hash值的过期时间为30秒。比如:pexpire myLock 30000。所以默认情况下,myLock这个锁在30秒后就会自动过期。
 
二.如果key为锁名的Hash值存在,那么就执行如下判断处理
首先通过Redis的hexists命令判断在key为锁名的Hash值里,field为UUID + 线程ID的映射是否已经存在。
 
如果在key为锁名的Hash值里,field为UUID + 线程ID的映射存在,那么就通过Redis的hincrby命令,对field为UUID + 线程ID的value值进行递增1。比如:hincrby myLock UUID:ThreadID 1。也就是在key为myLock的Hash值里,把field为UUID:ThreadID的value值从1累加到2,发生这种情况的时候往往就是当前线程对锁进行了重入。接着执行:pexpire myLock 30000,再次将myLock的有效期设置为30秒。
 
如果在key为锁名的Hash值里,field为UUID + 线程ID的映射不存在,发生这种情况的时候往往就是其他线程获取不到这把锁而产生互斥。那么就通过Redis的pttl命令,返回key为锁名的Hash值的剩余存活时间,因为不同线程的ARGV是不一样的,ARGV = UUID + 线程ID。
 
(4)执行加锁lua脚本的命令执行器逻辑
在RedissonLock的tryLockInnerAsync()方法中,会通过RedissonBaseLock的evalWriteAsync()方法执行lua脚本,即通过CommandAsyncService的evalWriteAsync()方法执行lua脚本。
 
在CommandAsyncService的evalWriteAsync()方法中,首先会执行CommandAsyncService的getNodeSource()方法获取对应的节点。然后执行CommandAsyncService的evalAsync()方法来执行lua脚本。
 
在CommandAsyncService的getNodeSource()方法中,会根据key进行CRC16运算,然后再对16384取模,计算出key的slot值。然后根据这个slot值创建一个NodeSource实例进行返回。
 
在CommandAsyncService的evalAsync()方法中,会将获得的NodeSource实例封装到Redis执行器RedisExecutor里。然后执行RedisExecutor,实现将脚本请求发送给对应的Redis节点处理。
public abstract class RedissonBaseLock extends RedissonExpirable implements RLock {    //从外部传入的:在创建实现了RedissonClient的Redisson实例时,初始化的命令执行器CommandExecutor    final CommandAsyncExecutor commandExecutor;    public RedissonBaseLock(CommandAsyncExecutor commandExecutor, String name) {      super(commandExecutor, name);      this.commandExecutor = commandExecutor;      this.id = commandExecutor.getConnectionManager().getId();      this.internalLockLeaseTime = commandExecutor.getConnectionManager().getCfg().getLockWatchdogTimeout();      this.entryName = id + ":" + name;    }    ...    protectedRFuture evalWriteAsync(String key, Codec codec, RedisCommand evalCommandType, String script, List keys, Object... params) {      //获取可用的节点,并继续封装一个命令执行器CommandBatchService      MasterSlaveEntry entry = commandExecutor.getConnectionManager().getEntry(getRawName());      int availableSlaves = entry.getAvailableSlaves();      CommandBatchService executorService = createCommandBatchService(availableSlaves);      //通过CommandAsyncService.evalWriteAsync方法执行lua脚本      RFuture result = executorService.evalWriteAsync(key, codec, evalCommandType, script, keys, params);      if (commandExecutor instanceof CommandBatchService) {            return result;      }      //异步执行然后获取结果      RFuture
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查看完整版本: 分布式锁—2.Redisson的可重入锁