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redisson看门狗实现原理

news 2025/6/30 12:18:53

Redisson 看门狗（Watch Dog）机制实现原理

Redisson 的 Watch Dog 机制是分布式锁的核心组件之一，用于 自动续期 锁的过期时间，防止业务逻辑执行时间超过锁的持有时间，导致锁提前释放而引发并发问题。以下是其实现原理的详细分析：

1. 看门狗的核心作用

问题背景：
当线程获取锁后，如果业务执行时间超过锁的过期时间（如设置的 leaseTime=30s），锁可能会被其他线程获取，导致数据不一致。
解决方案：
Watch Dog 会 定期检查 并 自动延长锁的过期时间，确保业务执行完成前锁不会失效。

2. 看门狗的工作流程

（1）加锁时启动看门狗

当使用 tryLock() 或 lock() 方法获取锁时：

如果 不指定 leaseTime（即锁无固定过期时间），Redisson 会 自动启动 Watch Dog。
如果 指定 leaseTime（如 lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS)），则 不会启动 Watch Dog（由业务自行控制锁的释放）。

关键代码（RedissonLock.class）

java

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// 如果未指定 leaseTime，则启动 Watch Dog
if (leaseTime == -1) {// 设置默认过期时间（30秒）internalLockLeaseTime = lockWatchdogTimeout;// 启动 Watch DogscheduleExpirationRenewal(threadId);
}

（2）Watch Dog 的续期逻辑

Watch Dog 本质上是一个 后台定时任务，默认每 10 秒 检查一次锁的状态，并重置锁的过期时间（续期至 30 秒）。

续期任务（`renewExpiration()`）

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protected void renewExpiration() {// 1. 获取当前线程的锁信息ExpirationEntry entry = EXPIRATION_RENEWAL_MAP.get(getEntryName());if (entry == null) {return;}// 2. 创建定时任务，每 10 秒执行一次Timeout task = commandExecutor.getConnectionManager().newTimeout(new TimerTask() {@Overridepublic void run(Timeout timeout) {// 3. 检查锁是否仍被当前线程持有if (EXPIRATION_RENEWAL_MAP.containsKey(getEntryName())) {// 4. 执行 Lua 脚本，延长锁的过期时间RFuture<Boolean> future = renewExpirationAsync(threadId);future.onComplete((res, e) -> {if (e != null) {log.error("Can't update lock expiration", e);return;}if (res) {// 5. 递归调用，继续续期renewExpiration();}});}}}, lockWatchdogTimeout / 3, TimeUnit.MILLISECONDS); // 默认 10 秒（30s / 3）entry.setTimeout(task);
}

Lua 续期脚本

lua

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-- KEYS[1]: 锁的 Key
-- ARGV[1]: 过期时间（30s）
-- ARGV[2]: 客户端唯一标识（UUID + 线程ID）-- 1. 检查锁是否仍由当前线程持有
if (redis.call('hexists', KEYS[1], ARGV[2]) == 1) then-- 2. 延长锁的过期时间redis.call('pexpire', KEYS[1], ARGV[1]);return 1;
end;
return 0;

（3）释放锁时关闭 Watch Dog

当调用 unlock() 时，Redisson 会 清理 Watch Dog 任务，避免不必要的续期。

关键代码

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@Override
public void unlock() {try {// 1. 释放锁get(unlockAsync(Thread.currentThread().getId()));} finally {// 2. 取消 Watch Dog 任务cancelExpirationRenewal(Thread.currentThread().getId());}
}

3. 关键配置参数

参数	默认值	说明
`lockWatchdogTimeout`	30,000 ms	锁的默认过期时间（未指定 `leaseTime` 时生效）
续期间隔	10,000 ms	Watch Dog 的检查间隔（`lockWatchdogTimeout / 3`）
`leaseTime`	-1	如果手动指定（如 `lock.lock(10, TimeUnit.SECONDS)`），则不启动 Watch Dog

4. 看门狗的适用场景

（1）适合使用 Watch Dog 的情况

业务执行时间不确定（如网络请求、复杂计算）。
需要防止锁意外过期（如 GC 停顿导致业务阻塞）。

（2）不适合使用 Watch Dog 的情况

能明确预估业务时间（如 leaseTime=10s，业务肯定在 5s 内完成）。
对锁的持有时间敏感（如严格要求锁 10s 后必须释放）。

5. 与其他方案的对比

机制	Redisson Watch Dog	SETEX + 自旋重试	Zookeeper 临时节点
自动续期	✅ 后台线程定时续期	❌ 需业务代码控制	❌ 依赖 Session 超时
锁安全性	高（Lua 脚本原子操作）	中（依赖业务代码正确性）	高（CP 系统保证）
适用场景	高并发、业务时间不确定	简单场景、短任务	强一致性要求严格的场景