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面試官:你們系統(tǒng)是怎么實現(xiàn)分布式鎖的?

我:我們使用了redis的分布式鎖。具體做法是后端接收到請求后加入一個分布式鎖，如果加鎖成功，就執(zhí)行業(yè)務(wù)，如果加鎖失敗就等待鎖或者拒絕請求。業(yè)務(wù)執(zhí)行完成后釋放鎖。

面試官:能說一下具體使用的命令嗎?

我:我們使用的是SETNX命令，具體如下：

SETNX KEY_NAME VALUE 

設(shè)置成功返回1，設(shè)置失敗返回0。如下圖，客戶端1加鎖成功，客戶端2獲取鎖失?。?/p>

面試官:這樣設(shè)置會不會有問題呢?如果加鎖成功的客戶端掛了怎么辦?

我：比如上圖中的客戶端1掛了，這個鎖就不能釋放了?？梢栽O(shè)置一個過期時間，命令如下：

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] NX 

面試官:設(shè)置了過期時間，如果業(yè)務(wù)還沒有執(zhí)行完成，但是redis鎖過期了，怎么辦?

我：需要對鎖進行續(xù)約。

面試官：能說一下具體怎么操作嗎?

我：設(shè)置鎖成功后，啟動一個watchdog，每隔一段時間(比如10s)為當前分布式鎖續(xù)約，也就是每隔10s重新設(shè)置當前key的超時時間。命令如下：

EXPIRE <key> <seconds> 

整個流程如下：

面試官：watchdog怎么實現(xiàn)呢?

我：當客戶端加鎖成功后，可以啟動一個定時任務(wù)，每隔10s(最好支持配置)來檢測業(yè)務(wù)是否處理完成，檢測的依據(jù)就是判斷分布式鎖的key是否還存在，如果存在，就進行續(xù)約。

面試官：如果當前線程已經(jīng)處理完，這個key是被其他客戶端寫入的呢?

我：可以為每個客戶端指定一個clientID，在VALUE中增加一個clientID的前綴，這樣在續(xù)鎖的時候，可以判斷當前分布式鎖的value前綴來確定是不是當前客戶端的，如果是再續(xù)鎖，否則不做處理。

面試官:你們的續(xù)鎖功能是自己實現(xiàn)的嗎?

我:我們用的redisson的分布式鎖方案，使用redisson獲取分布式鎖非常簡單，代碼如下：

RLock lock = redisson.getLock("client-lock"); 
lock.lock(); 
try { 
    //處理業(yè)務(wù) 
} catch (Exception e) { 
    //處理異常 
} finally { 
    lock.unlock(); 
} 

具體原理是：如果客戶端1加鎖成功，這個分布式鎖超時時間默認是30秒(可以通過Config.lockWatchdogTimeout來修改)。加鎖成功后，就會啟動一個watchdog，watchdog是一個后臺線程，會每隔10秒檢查一下客戶端1是否還持有鎖key，如果是，就延長鎖key的生存時間，延長操作就是再次把鎖key的超時時間設(shè)置成30s。

面試官：redisson里的定時器怎么實現(xiàn)的?

我：redisson定時器使用的是netty-common包中的HashedWheelTime來實現(xiàn)的。

面試官：如果client1宕機了，這時分布式鎖還可以續(xù)期嗎?

我：因為分布式鎖的續(xù)期是在客戶端執(zhí)行的，所以如果client1宕機了，續(xù)期線程就不能工作了，也就不能續(xù)期了。這時應(yīng)該把分布式鎖刪除，讓其他客戶端來獲取。

面試官：那如果client1宕機了，其他客戶端需要等待30s才能有機會獲取到鎖，有辦法立刻刪除鎖嗎?

我：因為client1宕機了，只能等到超時時間后鎖被自動刪除。如果要立刻刪除，需要增加額外的工作，比如增加哨兵機制，讓哨兵來維護所有redis客戶端的列表。哨兵定時監(jiān)控客戶端是否宕機，如果檢測到宕機，立刻刪除這個客戶端的鎖。如下圖：

這里的哨兵并不是redis的哨兵，而且為了檢測客戶端故障業(yè)務(wù)系統(tǒng)自己做的哨兵。

面試官：如果不用redisson，怎么實現(xiàn)分布式鎖續(xù)鎖呢?比如springboot2.0默認使用redis客戶端是Lettuce。

我：Lettuce并沒有提供像redisson這樣的watchdog機制，所以續(xù)鎖需要業(yè)務(wù)系統(tǒng)自己實現(xiàn)。可以分為以下幾步來實現(xiàn)：

1.加鎖的命令，我們參照spring包里的分布式鎖代碼，如果鎖存在并且是當前客戶端加的鎖，那就續(xù)鎖，如果鎖不存在，則加鎖。代碼如下：

private static final String OBTAIN_LOCK_SCRIPT = 
        "local lockClientId = redis.call('GET', KEYS[1])\n" + 
                "if lockClientId == ARGV[1] then\n" + 
                "  redis.call('PEXPIRE', KEYS[1], ARGV[2])\n" + 
                "  return true\n" + 
                "elseif not lockClientId then\n" + 
                "  redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1], 'PX', ARGV[2])\n" + 
                "  return true\n" + 
                "end\n" + 
                "return false"; 

2.把鎖保存在一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里，比如HashMap，定時任務(wù)定時掃描這個map，對每個鎖進行續(xù)鎖操作。代碼如下：

private final Map<String, RedisLock> locks = new ConcurrentHashMap<>(); 

3.續(xù)鎖命令

private static final String RENEW_LOCK_SCRIPT = 
            "local lockClientId = redis.call('GET', KEYS[1])\n" + 
                    "if lockClientId == ARGV[1] then\n" + 
                    "  redis.call('PEXPIRE', KEYS[1], ARGV[2])\n" + 
                    "  return true\n" + 
                    "end\n" + 
                    "return false"; 

4.如果鎖是當前客戶端加的，那就續(xù)鎖，否則失敗。

寫一個定時任務(wù)，定時執(zhí)行續(xù)鎖代碼：

redisTemplate.execute(renewLockScript, 
                        Collections.singletonList(lockKey), clientId, 
                        String.valueOf(expireAfter)); 

面試官：這個問題就聊到這里，咱們下一個問題...