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redis分布式锁实现Redisson+redlock中watch dog是如何判断当前线程是否持有锁进行续租的呢？

article 2025/3/20 7:03:28

在 Redis 中，Watch Dog（看门狗）机制主要用于实现分布式锁的自动续期（如 Redisson 的 RedLock 实现）。其核心目的是确保当业务逻辑执行时间超过锁的初始过期时间（leaseTime）时，锁不会因过期而被其他线程/进程误获取。以下是 Watch Dog 判断当前线程是否持有锁并进行续租的核心逻辑：

1. 锁的唯一标识符

当线程成功获取锁时，Redis 中存储的锁值（Value）会包含一个 客户端唯一标识符（如 UUID） 和 线程 ID。例如：

SET my_lock "客户端UUID:线程ID" NX PX 30000

这一标识符由客户端生成，确保全局唯一性，并保存在客户端内存中。

2. Watch Dog 的续租条件

Watch Dog 通过以下步骤判断当前线程是否持有锁：

检查本地锁状态
客户端在内存中维护锁的持有状态。如果当前线程已释放锁（主动调用 unlock()），Watch Dog 会直接停止续租。
验证 Redis 中的锁值
Watch Dog 定期（如每 10 秒）向 Redis 发送一个 原子性 Lua 脚本，执行以下操作：
```
if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    redis.call("PEXPIRE", KEYS[1], ARGV[2])
    return 1
else
    return 0
end
```
- KEYS[1]：锁的名称（如 my_lock）。
- ARGV[1]：预期的锁值（客户端 UUID + 线程 ID）。
- ARGV[2]：新的过期时间（如 30000 毫秒）。
只有当 Redis 中锁的值与客户端保存的标识符一致时，才会续期锁的过期时间。

3. 关键设计要点

原子性操作
通过 Lua 脚本确保 “检查锁值” 和 “续期锁” 是原子操作，避免并发问题。
本地状态与 Redis 状态的强一致性
- 若 Redis 中的锁已被其他客户端抢占（值不匹配），Watch Dog 立即停止续租，客户端会抛出异常通知业务逻辑。
- 若客户端崩溃，Watch Dog 停止运行，锁最终因过期自动释放，避免死锁。
可重入锁的支持
如果锁是重入的（同一线程多次获取锁），客户端内部通过计数器跟踪重入次数。Watch Dog 只在锁被完全释放（计数器归零）时停止续租。

4. 流程总结

客户端获取锁成功后，启动 Watch Dog 定时任务。
Watch Dog 定期检查本地锁状态，若未释放则触发续租。
通过 Lua 脚本验证 Redis 中的锁值是否仍属于当前线程。
验证通过则续期锁的过期时间，否则放弃续租并处理锁失效逻辑。

5. 注意事项

网络分区风险
若客户端与 Redis 发生长时间网络分区，Watch Dog 可能无法续租，锁最终会过期。此时业务需自行处理锁失效后的逻辑（如回滚）。
性能开销
Watch Dog 的定时续期会增加 Redis 的负载，需合理设置续期间隔（如 Redisson 默认 lockWatchdogTimeout=30秒）。

通过上述机制，Watch Dog 在保证安全性的前提下，实现了分布式锁的自动续期，确保长任务执行期间锁的持有权不被意外释放。

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