在Spring Cloud微服务架构中,基于Redisson实现分布式调度任务的选主和心跳监听,可以通过以下完整方案实现。该方案结合了Redisson的分布式锁和发布/订阅功能,确保高可靠性和实时性:


一、整体架构设计

graph TD
A[微服务实例1] -->|竞争锁| B(Redisson)
C[微服务实例2] -->|竞争锁| B
D[微服务实例3] -->|竞争锁| B
B -->|心跳事件| E[Redis Pub/Sub]
E --> A
E --> C
E --> D

二、核心实现步骤

1. 添加依赖

<!-- Redisson Starter -->
<dependency>
<groupId>org.redisson</groupId>
<artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
<version>3.23.2</version>
</dependency>

2. 选主服务实现

import org.redisson.api.RLock;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service; import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.annotation.PreDestroy;
import java.util.concurrent.TimeUnit; @Service
public class LeaderElectionService { private static final String LEADER_LOCK_KEY = "scheduler:leader:lock";
private static final String HEARTBEAT_CHANNEL = "scheduler:heartbeat"; @Autowired
private RedissonClient redisson; private volatile boolean isLeader = false;
private RLock leaderLock;
private Thread heartbeatThread; @PostConstruct
public void init() {
leaderLock = redisson.getLock(LEADER_LOCK_KEY);
startElection();
startHeartbeatListener();
} private void startElection() {
// 尝试获取领导权(非阻塞式)
new Thread(() -> {
while (!Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
// 尝试获取锁,锁过期时间30秒
boolean acquired = leaderLock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS);
if (acquired) {
isLeader = true;
System.out.println("当前节点当选为Leader");
startHeartbeatTask(); // 启动心跳任务
break;
}
Thread.sleep(5000); // 每5秒重试一次
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
}).start();
} private void startHeartbeatTask() {
heartbeatThread = new Thread(() -> {
while (isLeader && !Thread.currentThread().isInterrupted()) {
try {
// 1. 续期锁(看门狗机制会自动处理)
// 2. 发布心跳
redisson.getTopic(HEARTBEAT_CHANNEL)
.publish(System.currentTimeMillis()); Thread.sleep(10000); // 每10秒发送一次心跳
} catch (InterruptedException e) {
Thread.currentThread().interrupt();
}
}
});
heartbeatThread.start();
} private void startHeartbeatListener() {
// 监听Leader心跳
redisson.getTopic(HEARTBEAT_CHANNEL)
.addListener(Long.class, (channel, heartbeatTime) -> {
System.out.println("收到Leader心跳: " + heartbeatTime);
// 可在此更新最后一次心跳时间
});
} @PreDestroy
public void shutdown() {
if (isLeader && leaderLock.isHeldByCurrentThread()) {
leaderLock.unlock();
isLeader = false;
if (heartbeatThread != null) {
heartbeatThread.interrupt();
}
}
} public boolean isLeader() {
return isLeader;
}
}

3. 健康检查增强

@Service
public class HealthCheckService { @Autowired
private RedissonClient redisson; private volatile long lastHeartbeatTime = 0; @PostConstruct
public void init() {
// 定时检查Leader状态
Executors.newSingleThreadScheduledExecutor()
.scheduleAtFixedRate(this::checkLeaderStatus, 0, 5, TimeUnit.SECONDS);
} private void checkLeaderStatus() {
Long currentTime = redisson.getBucket("scheduler:leader:heartbeat").get();
if (currentTime != null) {
lastHeartbeatTime = currentTime;
} // 超过30秒未收到心跳认为Leader失效
if (System.currentTimeMillis() - lastHeartbeatTime > 30000) {
System.out.println("Leader可能已宕机,触发重新选举");
// 可在此触发主动抢锁逻辑
}
}
}

三、关键优化点

1. 多级故障检测

检测方式 触发条件 恢复动作
Redisson看门狗超时 锁续期失败(默认30秒) 自动释放锁,其他节点可竞争
主动心跳超时 自定义阈值(如30秒) 强制释放锁并重新选举
Redis连接断开 ConnectionState.LOST 暂停选举直到连接恢复

2. 选举性能优化配置

# application.yml
redisson:
lock:
watchdog-timeout: 30000 # 看门狗超时时间(ms)
threads: 16 # 事件处理线程数
netty-threads: 32 # Netty工作线程数

3. 脑裂防护方案

// 使用Redisson的MultiLock实现多Redis节点锁
RLock lock1 = redissonClient1.getLock(LEADER_LOCK_KEY);
RLock lock2 = redissonClient2.getLock(LEADER_LOCK_KEY);
RLock multiLock = redisson.getMultiLock(lock1, lock2); boolean acquired = multiLock.tryLock(0, 30, TimeUnit.SECONDS);

四、生产环境部署建议

1. Redis架构选择

部署模式 适用场景 建议配置
哨兵模式 高可用要求高 3哨兵+3Redis实例
Cluster模式 大数据量+高性能 至少6节点(3主3从)
单节点 仅开发测试 不推荐生产使用

2. 监控指标

// 暴露Redisson指标(配合Spring Boot Actuator)
@Bean
public RedissonMetricsBinder redissonMetrics(RedissonClient redisson) {
return new RedissonMetricsBinder(redisson);
}

监控关键指标:

  • redisson.executor.active_threads:活跃线程数
  • redisson.pubsub.subscriptions:订阅数量
  • redisson.connections.active:活跃连接数

3. 灾备方案

  • 双活数据中心:通过RedissonClient配置多区域端点
    Config config = new Config();
    config.useClusterServers()
    .addNodeAddress("redis://dc1-node1:6379")
    .addNodeAddress("redis://dc2-node1:6379");
  • 降级策略:本地缓存最后已知状态
    @Bean
    @Primary
    public LeaderService fallbackLeaderService() {
    return new FallbackLeaderService(redisLeaderService, localCache);
    }

五、与Spring Cloud集成

1. 调度任务控制

@Scheduled(fixedRate = 5000)
public void scheduledTask() {
if (leaderElectionService.isLeader()) {
// 只有Leader执行的逻辑
processBatchData();
}
}

2. 动态配置更新

@RefreshScope
@RestController
@RequestMapping("/leader")
public class LeaderController { @Value("${election.timeout:30000}")
private long electionTimeout; @Autowired
private LeaderElectionService electionService; @PostMapping("/timeout")
public void updateTimeout(@RequestParam long timeout) {
// 动态调整选举超时
electionService.setElectionTimeout(timeout);
}
}

六、方案优势总结

  1. 亚秒级故障检测:通过Redis Pub/Sub实现实时通知
  2. 自动故障转移:Redisson看门狗机制保障锁释放
  3. 弹性扩展:支持动态增减微服务实例
  4. 最小依赖:仅需Redis集群,无需额外组件
  5. 与Spring生态无缝集成:完美配合@Scheduled等组件

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