分布式鎖主動(dòng)續(xù)期的入門(mén)級(jí)實(shí)現(xiàn)-魔扣目錄

一、背景

在《??# 分布式鎖上-初探??》中有提到一個(gè)分布式鎖應(yīng)具備的功能特點(diǎn)中有避免死鎖這一條：

如果某個(gè)客戶端獲得鎖之后處理時(shí)間超過(guò)最大約定時(shí)間，或者持鎖期間內(nèi)發(fā)生了故障導(dǎo)致無(wú)法主動(dòng)釋放鎖，其持有的鎖也能夠被其他機(jī)制正確釋放，并保證后續(xù)其它客戶端也能加鎖，整個(gè)處理流程繼續(xù)正常執(zhí)行。

簡(jiǎn)單解釋一下：

客戶端搶到分布式鎖之后開(kāi)始執(zhí)行任務(wù)，執(zhí)行完畢后再釋放分布式鎖。
持鎖后因客戶端異常未能把鎖釋放，會(huì)導(dǎo)致鎖成為永恒鎖。
為了避免這種情況，在創(chuàng)建鎖的時(shí)候給鎖指定一個(gè)過(guò)期時(shí)間。
到期之后鎖會(huì)被自動(dòng)刪除掉，這個(gè)角度看是對(duì)鎖資源的一種保護(hù)。

二、理還亂?

邏輯看很簡(jiǎn)單，也很清晰，但任何事情都有兩面性，自動(dòng)刪除自然有理，但肯定也有弊端。如果要把鎖的功能做的健壯，總要從不斷地自我質(zhì)疑、自我反思中，理順?biāo)悸罚瑢ふ掖鸢?，我認(rèn)為這屬于自省式學(xué)習(xí)，以后也想嘗試這種模式，一起來(lái)試試吧：

問(wèn)題：鎖過(guò)期了會(huì)被刪掉，可是任務(wù)沒(méi)結(jié)束怎么辦？如果鎖被釋放的時(shí)候，任務(wù)尚未執(zhí)行完畢，那就可能導(dǎo)致其它客戶端又搶到鎖，任務(wù)被重復(fù)執(zhí)行。
問(wèn)題：把鎖的過(guò)期時(shí)間定得長(zhǎng)一點(diǎn)？邏輯聽(tīng)起來(lái)沒(méi)錯(cuò)，如果你能確定任務(wù)的最大耗時(shí)，那沒(méi)問(wèn)題；大部分情況都很難確定任務(wù)的最大耗時(shí)該是多少。
問(wèn)題：鎖的過(guò)期時(shí)間定多長(zhǎng)合適？反正會(huì)被釋放，過(guò)期時(shí)間定的足夠長(zhǎng)吧；如果鎖使用的頻率很高，加了鎖程序有bug釋放不掉，服務(wù)端豈不是要出現(xiàn)大量的垃圾數(shù)據(jù)？思來(lái)想去，對(duì)一個(gè)健壯的分布式鎖來(lái)說(shuō)，過(guò)期時(shí)間設(shè)置太長(zhǎng)了不合適，設(shè)置太短了也不合適。
問(wèn)題：怎么平衡？不長(zhǎng)不短，主動(dòng)延期！持鎖期間，酌情推后鎖的過(guò)期時(shí)間，以基于redis的分布式鎖來(lái)說(shuō)，就需要調(diào)用 API 重置鎖 key 的過(guò)期時(shí)間。當(dāng)前線程持鎖后在執(zhí)行任務(wù)期間不能再調(diào)用 API 重試鎖 key 的過(guò)期時(shí)間。
問(wèn)題：誰(shuí)來(lái)調(diào)用API呢？需要使用其他的線程來(lái)執(zhí)行續(xù)期。
問(wèn)題：給每個(gè)鎖配一個(gè)線程？可以，如果使用分布式鎖的場(chǎng)景中沒(méi)有什么并發(fā)，一個(gè)客戶端也就那么三兩個(gè)鎖同時(shí)存在，那就沒(méi)問(wèn)題。每個(gè)鎖搶鎖成功后，開(kāi)啟一個(gè)線程，在線程中通過(guò)循環(huán)給鎖續(xù)期。

public void run() {
    while (true) {
        // 續(xù)租
        action.run()；
    }
}

問(wèn)題：多久執(zhí)行一次續(xù)期？有一些常規(guī)處理是續(xù)租間隔默認(rèn)采用過(guò)期時(shí)間的1/3。若把鎖的過(guò)期時(shí)間設(shè)定為與實(shí)際耗時(shí)相差不大,這樣通過(guò)一兩次續(xù)租基本就滿足了大部分的情況。
問(wèn)題：為什么要觸發(fā)一次續(xù)期操作呢，這不浪費(fèi)資源嗎？采用過(guò)期時(shí)間1/3間隔，若用戶定義鎖3秒過(guò)期，那每秒鐘都有一個(gè)續(xù)期指令，有沒(méi)有覺(jué)得也不太合適。
問(wèn)題：要不要避免續(xù)期指令太頻繁？避免續(xù)期指令太頻繁調(diào)用是有必要的，也可以增加一個(gè)續(xù)期的最小間隔時(shí)間，比如最少是5秒?？捎捎脩糇约嚎刂评m(xù)期周期，沒(méi)必要一定要發(fā)起續(xù)期調(diào)用。比如任務(wù)執(zhí)行大多在5秒鐘，那么就把鎖定為7秒，續(xù)期時(shí)間定在6秒，那么6秒內(nèi)任務(wù)結(jié)束了就不用續(xù)期，即不必把過(guò)期時(shí)間定的太長(zhǎng)，也不必執(zhí)行一兩次續(xù)期操作。
問(wèn)題：續(xù)租的間隔怎么實(shí)現(xiàn)？線程內(nèi)間隔控制通常是通過(guò) sleep() 方法，稍微精準(zhǔn)一點(diǎn)的話，單位使用毫秒。

public void run() {
    while (true) {
        // 1、間隔
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(sleepTime);
        // 2、續(xù)租
        action.run();
    }
}

問(wèn)題：線程要關(guān)閉吧？釋放鎖的時(shí)候要主動(dòng)關(guān)閉負(fù)責(zé)續(xù)期的線程，所以線程的循環(huán)里要有一個(gè)變量來(lái)控制退出 while 循環(huán)

public void run() {
    while (isRunning) {
        // 1、間隔
        TimeUnit.MILLISECONDS.sleep(sleepTime);
        // 2、續(xù)租
        action.run();
    }
}

問(wèn)題：變量是跨線程訪問(wèn)，如何保證跨線程的可見(jiàn)性呢？在變量上增加 volatile 關(guān)鍵字。

private volatile boolean isRunning = true;

void cancel(){
    //控制線程退出
    this.isRunning = true;
}

問(wèn)題：如果續(xù)期線程里在 sleep()，那就一直等 sleep() 結(jié)束？如果等到 sleep() 結(jié)束，就挺浪費(fèi)資源的
問(wèn)題：能不能快速結(jié)束 sleep() 狀態(tài)？可以，通過(guò) interrupt(),需留意，被打斷的時(shí)候會(huì)拋異常 InterruptedException

void cancel(){
    //控制線程退出
    this.isRunning = true;
    //中斷線程
    this.interrupt();
}

到這里，似乎都理順了。

三、新的思考

問(wèn)題：如果同時(shí)有成百上千個(gè)鎖呢？同時(shí)有成百上千個(gè)線程在工作，你若認(rèn)為沒(méi)問(wèn)題，不存在，那ok，不用繼續(xù)看下一篇。
那怎么辦呢？可以用 Executors.newScheduledThreadPool ，里邊有 scheduleAtFixedRate