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揭秘Redisson分布式锁：可重入锁原理与源码深度解析

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Redisson是一款基于Redis的Java客户端，它提供了丰富的数据结构和分布式服务。其中，Redisson分布式锁是实现分布式系统中同步的关键组件之一。本文将深入解析Redisson可重入锁的原理，并通过源码分析来揭示其内部工作机制。

分布式锁概述

在分布式系统中，多个进程或线程可能同时访问同一资源，为了保证数据的一致性和完整性，需要使用锁机制。分布式锁用于确保在分布式环境下，同一时间只有一个进程或线程能够访问特定的资源。

Redisson分布式锁

Redisson分布式锁利用了Redis的原子操作来实现锁的功能。Redisson分布式锁的核心是RLock类，它提供了可重入锁的实现。

可重入锁原理

可重入锁允许同一个线程在持有锁的情况下再次获取锁，而不会导致死锁。Redisson可重入锁的实现依赖于Redis的SETNX和EXPIRE命令。

  1. 当线程第一次请求锁时，它会使用SETNX命令在Redis中创建一个键值对，键为锁的名称，值为线程的唯一标识。
  2. 如果键值对创建成功，说明锁被成功获取；如果创建失败，说明锁已经被其他线程获取，此时线程会进入等待状态。
  3. 当线程再次请求锁时，它会使用SET命令来更新键值对的值，并重新设置过期时间。由于SET命令是原子的，因此不会出现死锁。

源码深度解析

下面通过Redisson 3.15.6版本的源码来分析可重入锁的实现。

RLock类

RLock类是Redisson可重入锁的实现类，它提供了以下方法：

  • lock()：获取锁
  • unlock()：释放锁
  • tryLock()：尝试获取锁

以下是lock()方法的源码：

public void lock() {
    try {
        long threadId = Thread.currentThread().getId();
        String id = getLockName() + "-" + threadId;
        RedissonLockInternals.lock(this, id);
    } catch (Exception e) {
        throw new LockException("Lock acquisition failed", e);
    }
}

该方法首先获取当前线程的ID，并构造一个唯一的键值对名称。然后调用RedissonLockInternals.lock()方法来执行实际的锁操作。

RedissonLockInternals类

RedissonLockInternals类是Redisson锁的内部实现类，它提供了以下方法：

  • lock(RLock lock, String id)：获取锁
  • unlock(RLock lock, String id)：释放锁

以下是lock()方法的源码：

public void lock(RLock lock, String id) {
    try {
        RedissonClient client = getRedisson();
        while (true) {
            RLockEntry entry = (RLockEntry) client.getBucket(lock.getName());
            if (entry == null) {
                entry = new RLockEntry();
                entry.setId(id);
                entry.setCreated(System.currentTimeMillis());
                entry.setLockedByThread(Thread.currentThread());
                entry.setLockedByCount(1);
                entry.setLockedByCountMax(Integer.MAX_VALUE);
                entry.setExpireTime(lock.getExpireTime());
                entry.setExpireAfterAccess(lock.getExpireAfterAccess());
                client.putBucket(lock.getName(), entry);
                return;
            } else if (entry.getId().equals(id)) {
                entry.setLockedByCount(entry.getLockedByCount() + 1);
                entry.setLockedByThread(Thread.currentThread());
                return;
            } else {
                Thread.sleep(10);
            }
        }
    } catch (Exception e) {
        throw new LockException("Lock acquisition failed", e);
    }
}

该方法首先尝试获取锁的键值对。如果键值对不存在，则创建一个新的键值对并添加到Redis中；如果键值对存在，则判断是否为当前线程持有锁。如果是，则增加持有锁的计数器；如果不是，则线程会进入等待状态。

总结

Redisson分布式锁通过Redis的原子操作实现了可重入锁的功能。本文通过源码分析揭示了Redisson可重入锁的内部工作机制，帮助读者更好地理解其原理。在实际应用中，合理使用Redisson分布式锁可以有效地保证分布式系统中的数据一致性和完整性。

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