Redisson实现分布式锁原理

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天然槑17
2022-06-28 · TA获得超过1.1万个赞
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如图所示啊,石杉大佬画的redisson分布式锁原理。
大概总结下,保证我们的key落到一个集群里,并且加锁操作是基于lua脚本的原子性操作,对于锁延迟由watch dog控制。

具体可以看 https://www.cnblogs.com/AnXinliang/p/10019389.html

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。

如果主动结构redis架构模式下,我们想保证完全一致,必须重写加锁的逻辑了, 保证必须mater和slave同时加锁成功,我们整个加锁才是成功的 。

上面的2是对于单个主从结构我们可以这样干,如果假设我们有多个相对独立的master,无slave呢?我们在其中一个master上加了🔐,然后它挂了岂不是我们的数据会在剩下的结点会重新加锁成功?

redis引入了 红锁 的概念:用Redis中的多个master实例,来获取锁,只有 大多数 实例获取到了锁,才算是获取成功

具体的红锁算法分为以下五步:

以上步骤来自redis 分布式锁的解释,如下

”相同的key和随机值(随机值用于唯一关系客户端和key)在N个节点上请求锁“
这里的随机数是什么?

这对于 避免删除由另一个客户端创建的锁 很重要。例如,客户端可能会获取锁,执行某些操作时被阻塞的时间超过锁的有效时间(密钥将过期的时间),然后移除已被其他客户端获取的锁。使用 just DEL 是不安全的,因为客户端可能会删除另一个客户端的锁。使用上面的脚本,每个锁都用一个随机字符串“签名”,所以只有当它仍然是客户端试图移除它时设置的锁才会被移除。

这个随机字符串应该是什么?我们假设它是 20 个字节 /dev/urandom ,但您可以找到更便宜的方法使其对您的任务足够独特。例如,一个安全的选择是用 RC4 播种 /dev/urandom ,并从中生成一个伪随机流。一个更简单的解决方案是使用具有微秒精度的 UNIX 时间戳,将 时间戳与客户端 ID 连接起来。它并不安全,但对于大多数环境来说可能就足够了。

假设一共有5个Redis节点:A, B, C, D, E。设想发生了如下的事件序列:

为了应对这一问题,提出了 延迟重启 (delayed restarts)的概念。

就是,一个节点崩溃后,先不立即重启它,而是等待一段时间再重启,这段时间应该大于锁的有效时间(lock validity time)。
这样的话,这个节点在重启前所参与的锁都会过期,它在重启后就不会对现有的锁造成影响。

客户端1在获得锁之后发生了很长时间的GC pause,在此期间,它获得的锁过期了,而客户端2获得了锁。
当客户端1从GC pause中恢复过来的时候,它不知道自己持有的锁已经过期了,它依然向共享资源( 比如 一个存储服务)发起了写数据请求,
而这时锁实际上被客户端2持有,因此两个客户端的写请求就有可能冲突(锁的互斥作用失效了)。

如何解决这个问题呢?引入了 fencing token 的概念:

首先:RedLock根据随机字符串来作为单次锁服务的token,这就意味着对于资源而言,无法根据锁token来区分client持有的锁所获取的先后顺序。

fencing token可以理解成采用全局递增的序列替代随机字符串,即 有序token ,作为锁token来使用
流程:

假设有5个Redis节点A, B, C, D, E。

这个问题用Redis实现分布式锁暂时无解。而生产环境这种情况是存在的。
时钟跳跃是可以避免的,取决于基础设施和运维; 时钟跳跃是可以避免的,取决于基础设施和运维;

redis是保持的AP而非CP,如果要追求强一致性可以使用zookeeper分布式锁,但是zookeeper也不是完全没问题,在出现网络颜值,客户端与服务端失联情况的时候也依然可能会出现分布式的问题。

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