redis迴圈鍵 Redis的併發控制

2021-10-13 15:02:32 字數 2551 閱讀 2556

背景

開發活動報名業務,涉及到活動人數限制的問題,當併發量上來的時候,多人同時提交報名資訊,將會導致活動已報名人數的不準確,對業務造成影響,如下圖:

分析出現問題的原因是,設定操作發生的時候,並沒有確保當前人數的準確性,即沒有確保當前查詢出來的已報名人數與資料庫的一致性,導致客戶端併發的兩次操作有被覆蓋的情況發生

傳統資料庫 vs nosql

mysql

針對如上場景,若報名人數字段儲存在mysql資料庫中,可以使用一種常見的降低讀寫鎖衝突,保證資料一致性的樂觀鎖機制(compare and set cas),實現方案如下

將原來的操作sql** update act set num=# where actid=#

複製**

改為 update act set num=# where actid=# and num=#

複製**

即只有當查詢出來的資料與當前資料庫的資料一致時,才可以進行賦值操作,否則失敗

redis

若使用redis,則活動報名人數以鍵值對的形式存在記憶體中,業務**將會對記憶體中的人數進行操作,相比mysql,redis的效率更高,不會造成很大的延遲(若當併發量很大時,使用mysql進行報名人數記錄,cas的方案將會導致很多客戶端操作失敗,使用者體驗不好),但使用redis,其沒有很好的事務支援,以上mysql的解決方案不能很好的運用在redis上,因此如何設計redis鎖,進行共享資源(已報名活動人數)的操作,是需要解決的問題

使用到的命令說明

設計redis鎖之前,需要介紹下即將用到的幾個命令

setnx

將key設定值為value,如果key不存在,這種情況下等同set命令,返回值1。 當key存在時,什麼也不做,返回值0。

watch && multi

watch:標記所有指定的key 被監視起來,在事務中有條件的執行(樂觀鎖)

multi:標記乙個事務塊的開始。 隨後的指令將在執行exec時作為乙個原子執行

當兩者一起使用的時候,首先key被watch監視,若在呼叫 exec 命令執行事務時, 如果任意乙個被監視的鍵被其他客戶端修改了, 那麼整個事務不再執行, 直接返回失敗。如下表:

時間客戶端a

客戶端b

t1watch name

t2multi

t3set name owen

t4set name tom

t5exec

在時間 t4 ,客戶端 b 修改了 name 鍵的值, 當客戶端 a 在 t5 執行 exec 時,redis 會發現 name 這個被監視的鍵已經被修改, 因此客戶端 a 的事務不會被執行,而是直接返回失敗。

getset

getset key value 返回之前的舊值value,之後設定key的新值

redis基本解決思路以及遇到的問題

以下列舉使用redis鎖的基本思路

注:例子使用spring-data-redis庫,setnx命令變為setifabsent,並且返回true or false private stringredistemplate stringredistemplate;

public boolean setconcurrentlock(string key) throws interruptedexception else {

stringredistemplate.unwatch();

timeunit.milliseconds.sleep(3);

holder.set(ops.get(key));

return true;

public void deleteconcurrentlock(string key) {

valueoperations ops = stringredistemplate.opsforvalue();

long expire = long.valueof(ops.get(key));

if(exprie.equals(holder.get())){

stringredistemplate.delete(key);

holder.remove();

複製**

如上面的場景一,首先執行緒2,執行緒3同時判斷出lock超時後,對lock進行watch監視,然後將getset操作放到事務中執行,若執行緒2執行完事務,修改了lock的時間後,執行緒3由於執行事務命令lock被修改而失敗,不會覆蓋設定執行緒2的超時時間,解決場景一問題

對於場景二,為了防止已經超時的執行緒誤刪其他正在執行的執行緒lock,引入threadlock變數,將本執行緒設定的超時時間放入threadlock中,若刪除的時候,從redis取出的時間變化了,證明該執行緒超時,時間被其他執行緒重新設定過,就不需要刪除lock。最後需要注意的是使用threadlocal需要在判斷是夠刪除lock鎖時手動刪除,防止web伺服器中的執行緒池對執行緒復用,造成threadlocal重複使用。

總結本篇實踐是基於單點redis伺服器情況下的鎖(若工程在多機器下部署,可以裝逼的叫redis分布式鎖)。但在redis集群架構下,如果master節點down機,由於redis主從複製是非同步的,會有明顯的race-condition。redis文件中提供了一種解決方案:redlock,後續有機會再去實踐學習吧。。。

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