【分布式锁】05-使用Redisson中Semaphore和CountDownLatch原理

前言

前面已经写了Redisson大多的内容，我们再看看Redisson官网共有哪些组件：

image.png

剩下还有Semaphore和CountDownLatch两块，我们就趁热打铁，赶紧看看Redisson是如何实现的吧。

我们在JDK中都知道Semaphore和CountDownLatch两兄弟，这里就不多赘述，不了解的可以再回头看看。

Semaphore使用示例

先看下Semaphore原理图如下：

image.png

接着我们看下Redisson中使用的案例：

RSemaphore semaphore = redisson.getSemaphore("semaphore");
// 同时最多允许3个线程获取锁
semaphore.trySetPermits(3);

for(int i = 0; i < 10; i++) {
  new Thread(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
      try {
        System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]尝试获取Semaphore锁"); 
        semaphore.acquire();
        System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]成功获取到了Semaphore锁，开始工作"); 
        Thread.sleep(3000);  
        semaphore.release();
        System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]释放Semaphore锁"); 
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }).start();
}

Semaphore源码解析

接着我们根据上面的示例，看看源码是如何实现的：

第一步：
semaphore.trySetPermits(3);

public class RedissonSemaphore extends RedissonExpirable implements RSemaphore {
    @Override
    public boolean trySetPermits(int permits) {
        return get(trySetPermitsAsync(permits));
    }

    @Override
    public RFuture<Boolean> trySetPermitsAsync(int permits) {
        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                "local value = redis.call('get', KEYS[1]); " +
                "if (value == false or value == 0) then "
                    + "redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1]); "
                    + "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); "
                    + "return 1;"
                + "end;"
                + "return 0;",
                Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), permits);
    }

}

执行流程为：

get semaphore，获取到一个当前的值
第一次数据为0，然后使用set semaphore 3，将这个信号量同时能够允许获取锁的客户端的数量设置为3
然后发布一些消息，返回1

接着看看semaphore.acquire();和semaphore.release(); 逻辑：

public class RedissonSemaphore extends RedissonExpirable implements RSemaphore {
    @Override
    public RFuture<Boolean> tryAcquireAsync(int permits) {
        if (permits < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Permits amount can't be negative");
        }
        if (permits == 0) {
            return RedissonPromise.newSucceededFuture(true);
        }

        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                  "local value = redis.call('get', KEYS[1]); " +
                  "if (value ~= false and tonumber(value) >= tonumber(ARGV[1])) then " +
                      "local val = redis.call('decrby', KEYS[1], ARGV[1]); " +
                      "return 1; " +
                  "end; " +
                  "return 0;",
                  Collections.<Object>singletonList(getName()), permits);
    }

    @Override
    public RFuture<Void> releaseAsync(int permits) {
        if (permits < 0) {
            throw new IllegalArgumentException("Permits amount can't be negative");
        }
        if (permits == 0) {
            return RedissonPromise.newSucceededFuture(null);
        }

        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), StringCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_VOID,
            "local value = redis.call('incrby', KEYS[1], ARGV[1]); " +
            "redis.call('publish', KEYS[2], value); ",
            Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), permits);
    }

}

先看看加锁的逻辑tryAcquireAsync()：

get semaphore，获取到一个当前的值，比如说是3，3 > 1
decrby semaphore 1，将信号量允许获取锁的客户端的数量递减1，变成2
decrby semaphore 1
decrby semaphore 1
执行3次加锁后，semaphore值为0

此时如果再来进行加锁则直接返回0，然后进入死循环去获取锁，如下图：

image.png

接着看看解锁逻辑releaseAsync() ：

incrby semaphore 1，每次一个客户端释放掉这个锁的话，就会将信号量的值累加1，信号量的值就不是0了

看到这里大家就明白了了，Redisson实现Semaphore其实是很简单了

CountDownLatch使用示例

使用案例：

RCountDownLatch latch = redisson.getCountDownLatch("anyCountDownLatch");
latch.trySetCount(3);
System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]设置了必须有3个线程执行countDown，进入等待中。。。"); 

for(int i = 0; i < 3; i++) {
  new Thread(new Runnable() {

    @Override
    public void run() {
      try {
        System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]在做一些操作，请耐心等待。。。。。。"); 
        Thread.sleep(3000); 
        RCountDownLatch localLatch = redisson.getCountDownLatch("anyCountDownLatch");
        localLatch.countDown();
        System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]执行countDown操作"); 
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace(); 
      }
    }

  }).start();
}

latch.await();
System.out.println(new Date() + "：线程[" + Thread.currentThread().getName() + "]收到通知，有3个线程都执行了countDown操作，可以继续往下走");

CountDownLatch 源码解析

源码如下：

 public class RedissonCountDownLatch extends RedissonObject implements RCountDownLatch {

    @Override
    public RFuture<Boolean> trySetCountAsync(long count) {
        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                "if redis.call('exists', KEYS[1]) == 0 then "
                    + "redis.call('set', KEYS[1], ARGV[2]); "
                    + "redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]); "
                    + "return 1 "
                + "else "
                    + "return 0 "
                + "end",
                Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), newCountMessage, count);
    }

    @Override
    public RFuture<Void> countDownAsync() {
        return commandExecutor.evalWriteAsync(getName(), LongCodec.INSTANCE, RedisCommands.EVAL_BOOLEAN,
                        "local v = redis.call('decr', KEYS[1]);" +
                        "if v <= 0 then redis.call('del', KEYS[1]) end;" +
                        "if v == 0 then redis.call('publish', KEYS[2], ARGV[1]) end;",
                    Arrays.<Object>asList(getName(), getChannelName()), zeroCountMessage);
    }

}

先分析trySetCount()方法逻辑：

exists anyCountDownLatch，第一次肯定是不存在的
set redisson_countdownlatch__channel__anyCountDownLatch 3
返回1

接着分析latch.await();方法，如下图：

image.png

这个方法其实就是陷入一个while true死循环，不断的get anyCountDownLatch的值，如果这个值还是大于0那么就继续死循环，否则的话呢，就退出这个死循环

最后分析localLatch.countDown();方法：

decr anyCountDownLatch，就是每次一个客户端执行countDown操作，其实就是将这个cocuntDownLatch的值递减1
await()方面已经分析过，死循环去判断anyCountDownLatch对应存储的值是否为0，如果为0则接着执行自己的逻辑

总结

看到了这里这两个组件是不是很简单？

到了这里，Redisson部分的学习都已经结束了，后面还会学习ZK实现分布式锁的原理。

申明

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