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 -->org.redisson redisson-spring-boot-starter 3.23.2
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;@Servicepublic 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
@Servicepublic 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.ymlredisson: 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)@Beanpublic 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@Primarypublic 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
- 亚秒级故障检测:通过Redis Pub/Sub实现实时通知
- 自动故障转移:Redisson看门狗机制保障锁释放
- 弹性扩展:支持动态增减微服务实例
- 最小依赖:仅需Redis集群,无需额外组件
- 与Spring生态无缝集成:完美配合
@Scheduled
等组件