Redisson 分布式鎖源碼之公平鎖加鎖
前言
默認的加鎖邏輯是非公平的。
在加鎖失敗時，線程會進入 while 循環，一直嘗試獲得鎖，這時候是多線程進行競爭。就是說誰搶到就是誰的。
Redisson 提供了公平鎖機制，使用方式如下：
- RLock fairLock = redisson.getFairLock("anyLock");
- // 最常見的使用方法
- fairLock.lock();
下面一起看下公平鎖是如何實現的?
1公平鎖
相信小伙伴們看過前面的文章，已經輕車熟路了，直接定位到源碼方法：RedissonFairLock#tryLockInnerAsync。
好家伙，這一大塊代碼，我截圖也截不完，咱們直接分析 lua 腳本。
PS：雖然咱不懂 lua，但是這一堆堆的 if else 咱們大概還是能看懂的。
因為 debug 發現 command == RedisCommands.EVAL_LONG，所以直接看下面一部分。
這么長，連呼好幾聲好家伙!
先來看看參數都有啥?
- KEYS[1]：加鎖的名字，anyLock;
- KEYS[2]：加鎖等待隊列，redisson_lock_queue:{anyLock};
- KEYS[3]：等待隊列中線程鎖時間的 set 集合，redisson_lock_timeout:{anyLock}，是按照鎖的時間戳存放到集合中的;
- ARGV[1]：鎖超時時間 30000;
- ARGV[2]：UUID:ThreadId 組合 a3da2c83-b084-425c-a70f-5d9a08b37f31:1;
- ARGV[3]：threadWaitTime 默認 300000;
- ARGV[4]：currentTime 當前時間戳。
加鎖隊列和集合是含有大括號的字符串。{XXXX} 是指這個 key 僅使用 XXXX 用來計算 slot 的位置。
2Lua 腳本分析
上面的 lua 腳本是分為幾塊的，咱們分別從不同的角度看下上面代碼的執行。
首次加鎖(Thread1)
第一部分，因為是首次加鎖，所以等待隊列為空，直接 跳出循環。這一部分執行結束。
第二部分：
- 當鎖不存在，等待隊列為空或隊首是當前線程，兩個條件都滿足時，進入內部邏輯;
- 從等待隊列和超時集合中刪除當前線程，這時候等待隊列和超時集合都是空的，不需要任何操作;
- 減少隊列中所有等待線程的超時時間，也不需要任何操作;
- 加鎖并設置超時時間。
執行完這里就 return 了。所以后面幾部分就暫時不看了。
相當于下面兩個命令(整個 lua 腳本都是原子的!)：
- > hset anyLock a3da2c83-b084-425c-a70f-5d9a08b37f31:1 1
- > pexpire anyLock 30000
Thread2 加鎖
當 Thread1 加鎖完成之后，此時 Thread2 來加鎖。
Thread2 可以是本實例其他線程，也可以是其他實例的線程。
第一部分，雖然鎖被 Thread1 占用了，但是等待隊列是空的，直接跳出循環。
第二部分，鎖存在，直接跳過。
第三部分，線程是否持鎖，沒有持鎖，直接跳過。
第四部分，線程是否在等待隊列中，Thread2 才來加鎖，不在里面，直接跳過。
Thread2 最后會來到這里：
- 從線程等待隊列 redisson_lock_queue:{anyLock} 中獲取最后一個線程;
- 因為等待隊列是空的，所以直接獲取當前鎖的剩余時間 ttl anyLock;
- 組裝超時時間 timeout = ttl + 300000 + 當前時間戳，這個 300000 是默認 60000*5;
- 使用 zadd 將 Thread2 放到等待線程有序集合，然后使用 rpush 將 Thread2 再放到等待隊列中。
zadd KEYS[3] timeout ARGV[2]
這里使用 zadd 命令分別放置的是，redisson_lock_timeout:{anyLock}，超時時間戳(1624612689520)，線程(UUID2:Thread2)。
其中超時時間戳當分數，用來在有序集合中排序，表示加鎖的順序。
Thread3 加鎖
Thread1 占有了鎖，Thread2 在等待，此時線程 3 來了。
獲取 firstThreadId2 此時隊列是有線程的是 UUID2:Thread2。
判斷 firstThreadId2 的分數(超時時間戳)是不是小于當前時間戳：
小于等于則說明超時了，移除 firstThreadId2;
大于，則會進入后續判斷。
第二、三、四部分都不滿足條件。
Thread3 最后也會來到這里：
- 從線程等待隊列 redisson_lock_queue:{anyLock} 中獲取最后一個線程;
- 最后一個線程存在，且不是自己，則 ttl = lastThreadId 超時時間戳 - 當前時間戳，就是看最后一個線程還有多久超時;
- 組裝超時時間 timeout = ttl + 300000 + 當前時間戳，這個 300000 是默認 60000*5，在最后一個線程的超時時間上加上 300000 以及當前時間戳，就是 Thread3 的超時時間戳。
- 使用 zadd 將 Thread3 放到等待線程有序集合，然后使用 rpush 將 Thread3 再放到等待隊列中。
3總結
本文主要總結了公平鎖的加鎖邏輯，這里涉及到比較多的 Redis 操作，做一下簡要總結：
- Redis Hash 數據結構：存放當前鎖，Redis Key 就是鎖，Hash 的 field 是加鎖線程，Hash 的 value 是 重入次數;
- Redis List 數據結構：充當線程等待隊列，新的等待線程會使用 rpush 命令放在隊列右邊;
- Redis sorted set 有序集合數據結構：存放等待線程的順序，分數 score 用來是等待線程的超時時間戳。
需要理解的就是這里會額外添加一個等待隊列，以及有序集合。
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