redis加锁实现方式

思考

  • 是否有官方推荐(自己先思考如何实现,然后再参考其他人的实践,总结优缺点)
  • 通过哪些方式可以实现锁
  • 锁是否具有原子性
  • 锁请求失败了如何处理
  • 如果避免发生死锁
  • 如果避免发生资源抢占
  • 如果避免锁的误删

官方实现策略

  • 安全性能:互斥。在任何给定的时刻,只有一个客户可以持有锁
  • 活性属性A:无死锁。最终,即使锁定资源的客户端崩溃或被分区,也始终有可能获取锁
  • 活性性质B:容错性。只要大多数Redis节点都启动了,客户端就可以获取和释放锁

储备知识

原子操作

解释一

原子操作是指不会被线程调度机制打断操作,这种操作一旦开始,就一直到结束,

中间不会有任何context switch(切换到另外一个线程)

解释二

原子性就是指该操作是不可再分的。不论是多核还是单核,具有原子性的量,同一时刻只能有一个线程来对它进行操作。

原子操作可以是一个步骤,也可以是多个步骤,但是其顺序不可以被打乱,也不可以被切割而只执行其中的一部分(不可中断性)。

将操作视作一个整体,资源在该次操作中保持一致,这是原子性的核心特征。

可用加锁命令

INCR SETNS SET

加锁命令优劣分析

INCR

实现思路

key 不存在,那么 key 的值会先被初始化为 0 ,然后再执行 INCR 操作进行加一。

然后其它用户在执行 INCR 操作进行加一时,如果返回的数大于 1 ,说明这个锁正在被使用当中

实现方式

  • 客户端A请求服务器获取key的值为1表示获取了锁
  • 客户端B也去请求服务器获取key的值为2表示获取锁失败
  • 客户端A执行代码完成,删除锁
  • 客户端B在等待一段时间后在去请求的时候获取key的值为1表示获取锁成功
  • 客户端B执行代码完成,删除锁

remark

加入过期时间是为了防止意外退出,锁没有删除,锁一直存在,以至于无法再次获取锁资源

demo

  • r e d i s − > i n c r ( redis->incr( redis−>incr(key);
  • r e d i s − > e x p i r e ( redis->expire( redis−>expire(key, $ttl); //设置生成时间为1秒

缺点

借住Expire设置,不再是原子操作。

SETNX

实现思路

如果key不存在,则将key设置为value,如果key已存在,则SETNX不做任何操作

实现方式

  • 客户端A请求服务端设置key的值,如果设置成功,表示加锁成功
  • 客户端B请求服务器设置key的值,如果返回失败,表示加锁失败
  • 客户端A执行代码完成,删除锁
  • 客户端B在等待一段时间后再去请求设置key值,设置成功
  • 客户端B执行代码完成,删除锁

demo

  • r e d i s − > s e t N X ( redis->setNX( redis−>setNX(Kkey, $value);
  • r e d i s − > e x p i r e ( redis->expire( redis−>expire(key, $ttl);

缺点

不是原子操作

非原子性潜在问题:无法实现互斥,出现单点故障时,比如说如果Redis主机坏了怎么办?好吧,

让我们增加一个假设!如果主机不可用,我们增加一个备机,请使用它。不幸的是,这是不可行的。

这样做我们就无法实现互斥的安全属性,因为Redis复制是异步的。

场景描述

  • 客户机A获取主机中的锁。
  • 在向从机发送对密钥的写入之前,主机崩溃。
  • 备机被提升为主机。
  • 客户端B获取已为其持有锁的同一资源A的锁。违反安全规定!(在A拥有锁的同时,B也用用了锁)
  • 有时,在特殊情况下,比如在故障期间,多个客户机可以同时持有锁,这是非常好的。
    如果是这种情况,则可以使用基于复制的解决方案。否则,我们建议实现本文档中描述的解决方案。

SET

实现思路

设置key的同时,这只过期时间

实现方式

  • 客户端A请求服务器设置key的值,如果设置成功就表示加锁成功
  • 客户端B也去请求服务器设置key的值,如果返回失败,那么就代表加锁失败
  • 客户端A执行代码完成,删除锁
  • 客户端B在等待一段时间后在去请求设置key的值,设置成功
  • 客户端B执行代码完成,删除锁

demo
r e d i s − > s e t ( redis->set( redis−>set(key, $value, array('nx', 'ex' => $ttl)); //ex表示秒

存在问题

以上几种方式仍存在的问题
  1. redis发现锁失败了要怎么办?中断请求还是循环请求?
  2. 循环请求的话,如果有一个获取了锁,其它的在去获取锁的时候,是不是容易发生抢锁的可能?
  3. 锁提前过期后,客户端A还没执行完,然后客户端B获取到了锁,这时候客户端A执行完了,会不会在删锁的时候把B的锁给删(非原子操作的影响)
解决办法

针对问题1:使用循环请求,循环请求去获取锁

针对问题2:针对第二个问题,在循环请求获取锁的时候,加入睡眠功能,等待几毫秒在执行循环

针对问题3:在加锁的时候存入的key是随机的。这样的话,每次在删除key的时候判断下存入的key里的value和自己存的是否一样

 do { //针对问题1,使用循环
    $timeout = 10;
    $roomid = 10001;
    $key = 'room_lock';
    $value = 'room_'.$roomid; //分配一个随机的值针对问题3
    $isLock = Redis::set($key, $value, 'ex', $timeout, 'nx');//ex 秒
    if ($isLock) {
        if (Redis::get($key) == $value) { //防止提前过期,误删其它请求创建的锁
          //执行内部代码
          Redis::del($key);
          continue;//执行成功删除key并跳出循环
       }
  } else {
      usleep(5000); //睡眠,降低抢锁频率,缓解redis压力,针对问题2
  }
} while(!$isLock);

官方提供分布式redis锁说明

参考

【锁】redis加锁的几种方法
线程安全之原子操作
原子操作

相关推荐
J不A秃V头A23 分钟前
Vue3:编写一个插件(进阶)
前端·vue.js
司篂篂1 小时前
axios二次封装
前端·javascript·vue.js
姚*鸿的博客1 小时前
pinia在vue3中的使用
前端·javascript·vue.js
A_cot2 小时前
Redis 的三个并发问题及解决方案(面试题)
java·开发语言·数据库·redis·mybatis
宇文仲竹2 小时前
edge 插件 iframe 读取
前端·edge
Kika写代码2 小时前
【基于轻量型架构的WEB开发】【章节作业】
前端·oracle·架构
天下无贼!3 小时前
2024年最新版Vue3学习笔记
前端·vue.js·笔记·学习·vue
Jiaberrr3 小时前
JS实现树形结构数据中特定节点及其子节点显示属性设置的技巧(可用于树形节点过滤筛选)
前端·javascript·tree·树形·过滤筛选
赵啸林3 小时前
npm发布插件超级简单版
前端·npm·node.js
芊言芊语3 小时前
分布式缓存服务Redis版解析与配置方式
redis·分布式·缓存