ShedLock与Hazelcast集成中的优雅锁释放机制实践

在分布式系统中，定时任务的调度是一个常见需求。ShedLock作为一个轻量级的分布式锁库，能够确保同一时间只有一个实例执行定时任务。当与Hazelcast结合使用时，它利用Hazelcast的分布式特性来实现锁的协调。然而，在实际应用中，我们遇到了一个关键问题：当应用实例优雅关闭时，如何确保正在执行的任务锁能够被正确释放。

问题背景分析

在Spring Boot项目中，我们使用ShedLock配合Hazelcast来管理分布式定时任务。典型的配置如下：

@Scheduled(cron = "0/10 * * * * ?", zone = "Europe/Berlin")
@SchedulerLock(name = "MyScheduledStuff", lockAtMostFor = "PT1H")

这种配置面临一个挑战：当持有锁的应用实例被关闭时，如果任务仍在执行，锁不会被自动释放。这将导致其他实例必须等待锁超时（如配置的1小时）才能获取锁并执行任务，这显然不是理想的行为。

技术挑战解析

实现优雅关闭时的锁释放面临几个技术难点：

1. 线程中断处理：Java线程可以被中断，但任务代码必须正确处理中断异常才能响应关闭信号。

2. Spring生命周期顺序：Spring在关闭时会按特定顺序销毁Bean，基础设施Bean（如Hazelcast连接）可能先于任务Bean被销毁，导致无法在最后时刻操作分布式锁。

3. 并发安全：在释放锁和JVM完全关闭之间的短暂时间内，原任务可能仍在执行，而新实例可能已经获取锁开始执行相同任务。

解决方案设计与实现

经过深入分析，我们设计了一套完整的解决方案：

1. 自定义锁注册中心

创建一个独立的锁注册中心，用于跟踪当前获取的所有锁：

public class LockRegistry {
    private final ConcurrentMap<String, SimpleLock> activeLocks = new ConcurrentHashMap<>();
    
    public void registerLock(String name, SimpleLock lock) {
        activeLocks.put(name, lock);
    }
    
    public void unlockByName(String name) {
        SimpleLock lock = activeLocks.remove(name);
        if (lock != null) {
            lock.unlock();
        }
    }
}

2. 包装Hazelcast锁提供者

通过包装原生HazelcastLockProvider，在获取锁时自动注册：

public class TrackingHazelcastLockProvider implements LockProvider {
    private final HazelcastLockProvider delegate;
    private final LockRegistry registry;
    
    public LockExtender extend(LockConfiguration config) {
        SimpleLock lock = delegate.lock(config);
        if (lock != null) {
            registry.registerLock(config.getName(), lock);
        }
        return lock;
    }
    // 其他方法实现...
}

3. 实现生命周期管理

在定时任务类中实现Spring生命周期接口：

@Service
public class MyScheduledTask implements ApplicationContextAware, BeanNameAware, DisposableBean {
    private ApplicationContext context;
    private String beanName;
    private final LockRegistry registry;
    
    @PreDestroy
    public void destroy() throws Exception {
        removePendingLocks();
    }
    
    private void removePendingLocks() {
        // 取消当前任务
        context.getAutowireCapableBeanFactory()
            .destroyBean(this, beanName);
        // 释放锁
        registry.unlockByName("MyScheduledStuff");
    }
}

4. Hazelcast生命周期监听

添加Hazelcast关闭监听器确保及时释放锁：

@PostConstruct
public void init() {
    hazelcastInstance.getLifecycleService().addLifecycleListener(event -> {
        if (event.getState() == LifecycleState.SHUTTING_DOWN) {
            removePendingLocks();
        }
    });
}

方案优势与注意事项

该解决方案具有以下优点：

1. 及时锁释放：确保应用关闭时立即释放锁，避免其他实例长时间等待。

2. 多层级保障：通过Spring生命周期和Hazelcast监听器双重机制，提高可靠性。

3. 最小侵入性：对原有业务代码改动较小，主要增加基础设施层逻辑。

实施时需要注意：

1. 短暂并发窗口：在锁释放到JVM完全关闭之间，可能存在两个实例同时执行任务的风险，需要评估业务是否允许这种情况。

2. 异常处理：关闭过程中可能出现各种异常，需要适当记录日志并处理。

3. 性能影响：额外的锁跟踪会带来轻微性能开销，但在大多数场景下可以忽略。

结论

通过这套方案，我们成功解决了ShedLock与Hazelcast集成中的优雅关闭问题。这种设计不仅适用于Hazelcast，其核心思想也可以适配到其他锁提供者实现。在分布式系统中，正确处理资源释放和生命周期管理是确保系统稳定性的关键因素，本方案为此类问题提供了一个可复用的解决模式。