redis并发问题解决

Redis  /  管理员 发布于 7年前   179

redis中的并发问题

使用redis作为缓存已经很久了，redis是以单进程的形式运行的，命令是一个接着一个执行的，一直以为不会存在并发的问题，直到今天看到相关的资料，才恍然大悟（推荐：redis视频教程）

具体问题实例

有个键，假设名称为myNum，里面保存的是阿拉伯数字，假设现在值为1，存在多个连接对myNum进行操作的情况，这个时候就会有并发的问题。假设有两个连接linkA和linkB，这两个连接都执行下面的操作，取出myNum的值，+1，然后再存回去，看看下面的交互：

linkA get myNum => 1linkB get myNum => 1linkA set muNum => 2linkB set myNum => 2

执行完操作之后，结果可能是2，这和我们预期的3不一致。
再看一个具体的例子：

<?phprequire "vendor/autoload.php";$client = new Predis\Client([    'scheme' => 'tcp',    'host' => '127.0.0.1',    'port' => 6379,]);for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {    $num = intval($client->get("name"));    $num = $num + 1;    $client->setex("name", $num, 10080);    usleep(10000);}

设置name初始值为0，然后同时用两个终端执行上面的程序，最后name的值可能不是2000，而是一个<2000的值，这也就证明了我们上面的并发问题的存在，这个该怎么解决呢？

redis中的事务

redis中也是有事务的，不过这个事务没有mysql中的完善，只保证了一致性和隔离性，不满足原子性和持久性。
redis事务使用multi、exec命令

原子性，redis会将事务中的所有命令执行一遍，哪怕是中间有执行失败也不会回滚。kill信号、宿主机宕机等导致事务执行失败，redis也不会进行重试或者回滚。

持久性，redis事务的持久性依赖于redis所使用的持久化模式，遗憾的是各种持久化模式也都不是持久化的。

隔离性，redis是单进程，开启事务之后，会执行完当前连接的所有命令直到遇到exec命令，才处理其他连接的命令。
一致性，看了文档，觉得挺扯的，但是貌似说的没有问题。

redis中的事务不支持原子性，所以解决不了上面的问题。

当然了redis还有一个watch命令，这个命令可以解决这个问题，看下面的例子，对一个键执行watch，然后执行事务，由于watch的存在，他会监测键a，当a被修该之后，后面的事务就会执行失败，这就确保了多个连接同时来了，都监测着a，只有一个能执行成功，其他都返回失败。

127.0.0.1:6379> set a 1OK127.0.0.1:6379> watch aOK127.0.0.1:6379> multi OK127.0.0.1:6379> incr aQUEUED127.0.0.1:6379> exec1) (integer) 2127.0.0.1:6379> get a"2"

失败时候的例子，从最后可以看出，test的值被其他连接修改了：

127.0.0.1:6379> set test 1OK127.0.0.1:6379> watch testOK127.0.0.1:6379> multiOK127.0.0.1:6379> incrby test 11QUEUED127.0.0.1:6379> exec(nil)127.0.0.1:6379> get test"100"

我的问题如何解决

redis中命令是满足原子性的，因此在值为阿拉伯数字的时候，我可以将get和set命令修改为incr或者incrby来解决这个问题，下面的代码开启两个终端同时执行，得到的结果是满足我们预期的2000。

<?phprequire "vendor/autoload.php";$client = new Predis\Client([    'scheme' => 'tcp',    'host'   => '127.0.0.1',    'port'   => 6379,]);for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {    $client->incr("name");    $client->expire("name", 10800);    usleep(10000);}

@manzilu 提到的方法

评论中manzilu提到的方法查了下资料，确实可行，效果还不错，这里写了个例子

<?phprequire "vendor/autoload.php";$client = new Predis\Client([    'scheme' => 'tcp',    'host'   => '127.0.0.1',    'port'   => 6379,]);class RedisLock{    public $objRedis = null;    public $timeout = 3;    /**     * @desc 设置redis实例     *     * @param obj object | redis实例     */    public function __construct($obj)    {        $this->objRedis = $obj;    }    /**     * @desc 获取锁键名     */    public function getLockCacheKey($key)    {        return "lock_{$key}";    }    /**     * @desc 获取锁     *     * @param key string | 要上锁的键名     * @param timeout int | 上锁时间     */    public function getLock($key, $timeout = NULL)    {        $timeout = $timeout ? $timeout : $this->timeout;        $lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key);        $expireAt = time() + $timeout;        $isGet = (bool)$this->objRedis->setnx($lockCacheKey, $expireAt);        if ($isGet) {return $expireAt;        }        while (1) {usleep(10);$time = time();$oldExpire = $this->objRedis->get($lockCacheKey);if ($oldExpire >= $time) {    continue;}$newExpire = $time + $timeout;$expireAt = $this->objRedis->getset($lockCacheKey, $newExpire);if ($oldExpire != $expireAt) {    continue;}$isGet = $newExpire;break;        }        return $isGet;    }    /**     * @desc 释放锁     *     * @param key string | 加锁的字段     * @param newExpire int | 加锁的截止时间     *     * @return bool | 是否释放成功     */    public function releaseLock($key, $newExpire)    {        $lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key);        if ($newExpire >= time()) {return $this->objRedis->del($lockCacheKey);        }        return true;    }}$start_time = microtime(true);$lock = new RedisLock($client);$key = "name";for ($i = 0; $i < 10000; $i++) {    $newExpire = $lock->getLock($key);    $num = $client->get($key);    $num++;    $client->set($key, $num);    $lock->releaseLock($key, $newExpire);}$end_time = microtime(true);echo "花费时间 ： ". ($end_time - $start_time) . "\n";

执行shell php setnx.php & php setnx.php&，最后会得到结果：

$ 花费时间 ： 4.3004920482635[2]  + 72356 done       php setnx.php# root @ ritoyan-virtual-pc in ~/PHP/redis-high-concurrency [20:23:41] $ 花费时间 ： 4.4319710731506[1]  + 72355 done       php setnx.php

同样循环1w次，去掉usleep，使用incr直接进行增加，耗时在2s左右。
而获取所得时候取消usleep，时间不但没减少，反而增加了，这个usleep的设置要合理，免得进程做无用的循环

总结

看了这么多，简单的总结下，其实redis本事是不会存在并发问题的，因为他是单进程的，再多的command都是one by one执行的。我们使用的时候，可能会出现并发问题，比如get和set这一对。

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