百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 技术教程 > 正文

蚂蚁金服三面:请说说Redis分布式锁的原理和实现

mhr18 2024-10-22 12:35 34 浏览 0 评论

对同一个资源进行操作,单一的缓存读取没问题了,但是存在并发的时候怎么办呢,为了避免数据不一致,我们需要在操作共享资源之前进行 加锁 操作。

我们在开发很多业务场景会使用到锁,例如库存控制,抽奖,秒杀等。一般我们会使用内存锁的方式来保证线性的执行。

但现在大多站点都会使用分布式部署,那多台服务器间的就必须使用同一个目标来判断锁。分布式与单机情况下最大的不同在于其不是多线程而是多进程。

图1:分布式站点使用内存锁

图2:分布式站点使用分布式锁

当然我们暂时用不了这么复杂的场景,我们就简单访问redis就行。

设计(悲观锁/乐观锁)

悲观锁方式(认为操作的时候,会出现问题,所以都加锁)

悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义,就是很悲观,每次去拿数据的时候都认为别人会修改,

所以每次在拿数据的时候都会上锁,这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。

传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制,比如行锁,表锁等,读锁,写锁等,都是在做操作之前先上锁。

乐观锁方式(认为什么时候不会出问题,所以不上锁,更新的时候去查询判断一下,再此期间是否有人修改过这个数据。)

乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义,就是很乐观,每次去拿数据的时候都认为别人不会修改,

所以不会上锁,但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据,可以使用版本号等机制。

乐观锁适用于多读的应用类型,这样可以提高吞吐量,像数据库如果提供类似于write_condition机制的其实都是提供的乐观锁。

两种锁各有优缺点,不可认为一种好于另一种,像乐观锁适用于写比较少的情况下,即冲突真的很少发生的时候,这样可以省去了锁的开销,

加大了系统的整个吞吐量。

但如果经常产生冲突,上层应用会不断地进行retry,这样反倒是降低了性能,所以这种情况下用悲观锁就比较合适。

Redis三个命令

1、SETNX

SETNX key value:当且仅当key不存在时,set一个key为val的字符串,返回1;若key存在,则什么都不做,返回0。

2、expire

expire key timeout:为key设置一个超时时间,单位为second,超过这个时间锁会自动释放,避免死锁。

3、delete

delete key:删除key

在使用Redis实现分布式锁的时候,主要就会使用到这三个命令。

命题:某商品进行库存秒杀。

假设要给某个商品举行秒杀活动,我们事先把库存数据100已经存入到了redis中,我们现在需要来进行库存扣减。

图3:加锁请求示意图

代码实现

我们基于 ServiceStack.Redis 操作

我们创建一个控制台应用(.NET Framework),命名为 RedisLock ,注意,如果创建的是net core的应用,引入的ServiceStack.Redis就要选择core的。

然后在NuGet里面安装ServiceStack.Redis。

Redis连接池

       //Redis连接池(配置连接地址,读写连接地址等)
        public static PooledRedisClientManager RedisClientPool = CreateManager();
        private static PooledRedisClientManager CreateManager()
        {
            //写节点(主节点)
            List<string> writes = new List<string>();
            writes.Add("10.17.3.97:6379");  
            //读节点
            List<string> reads = new List<string>();
            reads.Add("10.17.3.97:6379");

            //配置连接池和读写分类
            return new PooledRedisClientManager(writes, reads, new RedisClientManagerConfig()
            {
                MaxReadPoolSize = 50, //读节点个数
                MaxWritePoolSize = 50,//写节点个数
                AutoStart = true,
                DefaultDb = 0
            });
        }

使用Redis的SetNX命令实现加锁

        /// <summary>
        /// 加锁(使用Redis的SetNX命令实现加锁)
        /// </summary>
        /// <param name="key">锁key</param>
        /// <param name="selfMark">自己标记</param>
        /// <param name="lockExpirySeconds">锁自动过期时间[默认10](s)</param>
        /// <param name="waitLockMilliseconds">等待锁时间(ms)</param>
        /// <returns></returns>
        public static bool Lock(string key, out string selfMark, int lockExpirySeconds = 10, long waitLockMilliseconds = long.MaxValue)
        {
            DateTime begin = DateTime.Now;
            selfMark = Guid.NewGuid().ToString("N");//自己标记,释放锁时会用到,自己加的锁除非过期否则只能自己打开
            using (RedisClient redisClient = (RedisClient)RedisClientPool.GetClient())
            {
                
                string lockKey = "Lock:" + key;
                while (true)
                {
                    string script = string.Format("if redis.call('SETNX', KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then redis.call('PEXPIRE',KEYS[1],{0}) return 1 else return 0 end", lockExpirySeconds * 1000);
                    //循环获取取锁
                    if (redisClient.ExecLuaAsInt(script, new[] { lockKey }, new[] { selfMark }) == 1)
                    {
                        return true;
                    }

                    //不等待锁则返回
                    if (waitLockMilliseconds == 0)
                    {
                        break;
                    }

                    //超过等待时间,则不再等待
                    if ((DateTime.Now - begin).TotalMilliseconds >= waitLockMilliseconds)
                    {
                        break;
                    }
                    Thread.Sleep(100);
                }

                return false;
            }
        }

因为ServiceStack.Redis提供的SetNX方法,并没有提供设置过期时间的方法,对于加锁业务又不能分开执行(如果加锁成功设置过期时间失败导致的永久死锁问题),所以就使用脚本实现,解决了异常情况死锁问题.

如果设置为0,为乐观锁机制,获取不到锁,直接返回未获取到锁.

默认值为long最大值,为悲观锁机制,约等于很多很多天,可以理解为一直等待.

释放锁

     /// <summary>
        /// 释放锁
        /// </summary>
        /// <param name="key">锁key</param>
        /// <param name="selfMark">自己标记</param>
        public static void UnLock(string key, string selfMark)
        {
            using (RedisClient redisClient = (RedisClient)RedisClientPool.GetClient())
            {
                string lockKey = "Lock:" + key;
                var script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
                redisClient.ExecLuaAsString(script, new[] { lockKey }, new[] { selfMark });
            }
        }

业务调用(我们使用多线程模拟多用户秒杀的场景)

     //业务:悲观锁方式
        public static void PessimisticLock()
        {
            int num = 10;  //总数量
            string lockkey = "xianseng";

            //悲观锁开启20个人同时拿宝贝
            for (int i = 0; i < 20; i++)
            {
                Task.Run(() =>
                {
                    string selfmark = ""; 
                    try
                    {
                        if (Lock(lockkey, out selfmark))
                        {
                            if (num > 0)
                            {
                                num--;
                                Console.WriteLine(#34;我拿到了宝贝:宝贝剩余{num}个\t\t{selfmark}");
                            }
                            else
                            {
                                Console.WriteLine("宝贝已经没有了");
                            }
                            Thread.Sleep(100);
                        }
                    }
                    finally
                    {
                        UnLock(lockkey, selfmark);
                    }
                });
            }

            Console.ReadLine();
        }

        //业务:乐观锁方式
        public static void OptimisticLock()
        {
            int num = 10; //总数量
            string lockkey = "xianseng";

            //乐观锁开启10个线程,每个线程拿5次
            for (int i = 0; i < 10; i++)
            {
                var lineOn = "线程" + (i + 1);
                Task.Run(() =>
                {
                    for (int j = 0; j < 5; j++)
                    {
                        string selfmark = "";
                        try
                        {
                            if (Lock(lockkey, out selfmark, 10, 0))
                            {
                                if (num > 0)
                                {
                                    num--;
                                    Console.WriteLine(#34;{lineOn} 第{(j+1)}次 我拿到了宝贝:宝贝剩余{num}个\t\t{selfmark}");
                                }
                                else
                                {
                                    Console.WriteLine(#34;{lineOn} 第{(j + 1)}次 宝贝已经没有了");
                                }

                                Thread.Sleep(1000);
                            }
                            else
                            {
                                Console.WriteLine(#34;{lineOn} 第{(j+1)}次 没有拿到,不想等了");
                            }
                        }
                        finally
                        {
                            UnLock(lockkey, selfmark);
                        }
                    }
                });
            }

            Console.ReadLine();
        }

然后在main函数里面调用查看展示效果

       static void Main(string[] args)
        {
            ////调用:悲观锁方式(认为我操作的时候,会出现问题,所以都加锁)
            PessimisticLock();

            ///调用:乐观锁方式(认为什么时候不会出问题,所以不上锁,更新的时候去查询判断一下,再此期间是否有人修改过这个数据。)
            //OptimisticLock();
        }

这就简单实现了Redis分布锁的功能,快去试试吧。

原文链接:http://www.cnblogs.com/xiongze520/p/15176559.html

相关推荐

mysql一 基本操作(mysql基础操作命令)

先讲数据库--mysql、redis、MongoDB爬虫今天的内容:mysql一基本操作注意事项:1.安装:自己安装,有问题可以问老师、可以自己找办法解决2.上课:先讲知识点再回答问题3....

香港DM德馬景泰藍文科集團20250702期《生命的收獲》LIN JING DE

香港DM德馬景泰藍文科集團20250702期《生命的收獲》DMSIXSEVEN/LINJINGDE/1973主編供圖:香港DM德馬數字甲骨文集團Hongkong-basedDMDelm...

01.Java发展历史(java发展简史)

1.Java发展历史Java由SunMicrosystems公司(现为Oracle公司)的JamesGosling及其团队在1991年开发,最初命名为"Oak",后改名为"...

月薪最高12000!看看这些宝山岗位有没有你心仪的~

招聘目录信息1猎上网络科技(上海)有限公司职位分析师职位分析师助理2上海祥腾金属材料有限公司商务车驾驶员3上海赋拓物联网技术有限公司软件测试工程师4上海集优标五高强度紧固件有限公司...

69岁的Java之父终于退休了,他竟然也经历过职场PUA

有些程序员不到35岁就要担心被优化,但有的程序员干到了69岁的高龄,才准备退休。就前几天,Java之父詹姆斯·高斯林,自个儿在领英上宣布以后要美美享受退休生活了。这一下子,就炸出了不少...

ocm认证年薪多少?(ocm认证好考吗)

从业数据库方面的工程师待遇都很好,年薪30万都是比较平常的事。OCM认证的价值可以归纳成以下几点:1、可以全面掌握Oracle知识,专业知识完善;2、证书对于公司招投标有巨大作用,甚至可以不上班就拿钱...

自学java开发攻略,想做程序员的必备攻略?

背景现阶段,随着互联网的快速发展,程序员这个行业越来月吃香,不仅仅是因为科技先进,说出去很牛逼,让别人产生崇拜,主要原因是程序员行业薪资待遇好,相比国内其他行业,程序员的薪资待遇是羡慕了很多人呢!于是...

SpringBoot WebFlux整合R2DBC实现数据库反应式编程

环境:Springboot2.4.12R2DBC简介SpringdataR2DBC是更大的Springdata系列的一部分,它使得实现基于R2DBC的存储库变得容易。R2DBC代表反应式关系数...

AI编码工具未能代替码农:大模型的局限性揭秘

随着ChatGPT和GithubCopilot等AI编码工具的兴起,StackOverflow近日因流量减少宣布裁员近三分之一。这引发了一个争议的问题:ChatGPT这类AI编码工具,真的要颠覆整...

大模型无法替代码农!GPT-4解决GitHub编程问题成功率为0

编辑:编辑部【新智元导读】ChatGPT之类的AI编码工具来势汹汹,StackOverflow又裁员了!不过,普林斯顿和芝大竟发现,面对真实世界GitHub问题,GPT-4的解决率竟是0%。Stac...

机器人动作领域突破!UniVLA模型实现跨模态AI机器人动作统一

还记得《星际穿越》中那台能在无重力、尘暴甚至巨浪中切换形态、随时理解库珀指令的TARS多功能机器人吗?在银幕里,我们羡慕TARS能听懂人话、看懂环境、马上给出最合适的动作;而在现实世界的实验室里,“让...

FEA-Bench:首个仓库级新功能实现基准,让大模型更懂软件开发

当前,大语言模型在代码生成领域已展现出惊人的能力,但能否胜任真实软件开发中的“新增功能实现”任务,仍是一个关键未解的问题。对此,微软亚洲研究院与北京大学联合发布了首个专注于仓库级新功能实现的基准测试...

基于Java的软件版本信息管理系统-2025计算机毕业设计

基于Java的软件版本信息管理系统-2025计算机毕业设计前言随着移动互联网的快速发展,APP已成为人们日常生活中不可或缺的一部分。为了高效地管理这些APP的信息,如版本更新、用户反馈、下载量统计等,...

马斯克在干嘛?抱着它现身推特 简介改为“推特老板”

  马斯克收购推特的交易真是“没完没了”。据彭博社报道,当地时间26日,美国亿万富翁埃隆·马斯克抱着水槽走进了推特公司的旧金山总部,他还将自己在推特账号的公开自我介绍改为“推特老板”(ChiefTw...

福布斯公布7月全球十大富豪:马斯克成6月最大“输家”,身家缩水160亿美元

7月日,福布斯今日公布了2025年7月全球十大富豪榜,其中第二名迎来新面孔。软件巨头甲骨文(Oracle)联合创始人兼董事长拉里埃里森(LarryEllison)凭借公司股价飙升成功上位。由...

取消回复欢迎 发表评论: