标签:参数 opera 跳过 就会 注意 客户端 写入 很多 组合
CentOS 6.6 + Redis 3.2.10 + PHP 7.0.7(+ phpredis 4.1.0)
[root@localhost ~]# cat /etc/issue CentOS release 6.6 (Final) Kernel \r on an \m [root@localhost ~]# redis-server -v Redis server v=3.2.10 sha=00000000:0 malloc=jemalloc-3.6.0 bits=32 build=8903a4502b3c9f88
[root@localhost ~]# php -v PHP 7.0.7 (cli) (built: Feb 11 2017 16:47:30) ( NTS ) Copyright (c) 1997-2016 The PHP Group Zend Engine v3.0.0, Copyright (c) 1998-2016 Zend Technologies with Xdebug v2.5.5, Copyright (c) 2002-2017, by Derick Rethans
redis 官网上对分布式锁的描述(https://redis.io/topics/distlock)是:
Distributed locks are a very useful primitive in many environments where different processes must operate with shared resources in a mutually exclusive way.
即在很多环境中,分布式锁是一种非常有用的原语,它使不同的进程必须以 互斥 的方式操作共享资源。
Redis 是 单线程(single-threaded)的内存数据结构存储,因此 Redis 所有的 基础命令 都是 原子性 的。但是 多个连贯的命令 在 高并发 的情况下数据的 一致性 就不能得到保障,数据很可能会被其他的客户端修改。
举一个并发情况下没有使用锁的例子:
<?php $redis = new Redis(); $redis->connect(‘localhost‘, 6379); echo date(‘Y-m-d H:i:s‘, time()).‘ start‘.PHP_EOL; for($i = 0; $i < 100000; $i++) { $count = (int)$redis->get(‘key‘); $count += 1; $redis->set(‘key‘, $count); usleep(0.01); } echo date(‘Y-m-d H:i:s‘, time()).‘ end‘.PHP_EOL;
在两个客户端中同时执行该程序,如果不考虑并发情况下数据的一致性,那么两个客户端执行完之后,键 key 的值应该是 200000,但是实际的结果小于 200000。
客户端1:
客户端2:
结果:
原因是:
get、值+1、set 这三个操作不是原子操作,在两个客户端同时执行脚本的时候,哪一个客户端先到就先执行哪个客户端的命令。例如:
a.当前 key 的值是 10;
b.客户端1 取出 key 的值是 10,此时客户端2 的命令也到了,取出 key 的值是 10;
c.客户端1 把值加 1,存入 key,此时 key 的值是 11;
d.客户端2 把值加 1,存入 key,此时 key 的值还是 11
所以在并发情况下最终 key 的值会小于希望的值。
redis 中有一系列事务(https://redis.io/topics/transactions)相关的命令,包括 watch、multi、exec 等。能不能使用这些命令保证并发情况下的数据一致性呢。
根据 redis 官网的介绍,redis 可以使用 check-and-set(CAS)实现 乐观锁(Optimistic),以下是官网给出的示例:
WATCH mykey val = GET mykey val = val + 1 MULTI SET mykey $val EXEC
使用 watch 命令监视键 mykey,如果在 exec 命令执行之前,其他的客户端修改了 mykey 的值时,整个事务就会 终止,并且 exec 命令会返回 null 通知事务失败 —— 根据官网的说明,在接到事务失败的情况下,只需要重复执行上述操作,并且希望不会有新的竞态情况发生,这种形式的锁被称为乐观锁。如果把事务应用在例1 中,结果很可能会出现大量的事务失败,而并不能达到希望的结果,即最终 key 的值是 200000。
<?php $redis = new Redis(); $redis->connect(‘localhost‘, 6379); echo date(‘Y-m-d H:i:s‘, time()).‘ start‘.PHP_EOL; $falseCount = 0; for($i = 0; $i < 100000; $i++) { $redis->watch(‘key1‘); $count = (int)$redis->get(‘key1‘); $count += 1; $ret = $redis->multi() ->set(‘key1‘, $count) ->exec(); if(false === $ret) { $falseCount += 1; } } echo "falseCount:{$falseCount}".PHP_EOL; echo date(‘Y-m-d H:i:s‘, time()).‘ end‘.PHP_EOL;
客户端1:
事务失败了 33043 次
客户端2:
事务失败了 63228 次
结果:
结果也是远远小于 200000
说明:
以上为什么不能写成
for($i=0; $i < 100000; $i++) { $redis->watch(‘key1‘); $redis->multi(); $count = (int)$redis->get(‘key1‘); $count += 1; $redis->set(‘key1‘, $count); $redis->exec(); }
参考 phpredis 文档 https://github.com/phpredis/phpredis/#multi:
multi()
returns the Redis instance and enters multi-mode. Once in multi-mode, all subsequent method calls return the same object until exec()
is called.
即在 multi-mode 下,所有的后续方法都返回同一个对象(Redis Object),直到调用 exec命令。也就是说在 multi-mode 下,任何的命令都不会真正执行,而是会返回 Redis Object,直到调用 exec 命令,才真正执行事务中的每一条命令,因此
$count = (int)$redis->get(‘key1‘);
上述代码中的 get 命令,并没有真正执行,该语句实际只会返回一个 Redis 对象。
基本思路是:
a.一个进程(客户端)去获取锁,如果可以获取到,则写入锁并且设置锁的有效期,当数据处理完之后,释放该锁;
b.当获取锁失败时,判断锁是否存在有效期,如果不存在,则设置锁的有效期,超出有效期后锁会自动释放
c.当数据处理完后,释放锁时,需要判断锁是否是其他进程(客户端)的锁,如果不是则释放,如果是则跳过
分布式锁需要注意的问题包括:
a. 防止持有锁的进程(客户端)意外崩溃,导致锁得不到释放,形成死锁,其他进程(客户端)一直得不到该锁;
b.防止持有锁的进程(客户端)因为操作时间过长(超过了锁的有效期)导致锁自动释放,最后到了该释放锁的时候却错误的释放了其他进程(客户端)的锁;
c.防止一个进程(客户端)的锁过期后,其他多个进程(客户端)同时尝试获取锁,并且都获取成功了
流程图:
要在高并发下消除竞争、保证数据一致性,可以采用 Redis 的分布式锁来实现。
有两种实现方式:
第一种是低于 2.6.12 版本的redis,需要使用 setnx、expire、ttl 等命令组合使用;
第二种是 2.6.12 版本起,redis 给 set 命令(https://redis.io/commands/set) 提供了更丰富的参数,来代替以上的几个命令
SET key value [EX seconds] [NX]
其中可选参数 EX seconds 表示键的过期时间为 seconds 秒,NX 表示只有键不存在时才对键进行设置,这个命令可以替代 setNx 命令加上 expire 命令,而且它是原子性的。
<?php /** * redis 分布式锁 **/ class Lock { private $redis = ‘‘; public function __construct($host, $port = 6379) { $this->redis = new Redis(); $this->redis->connect($host, $port); } // 加锁 public function getLock($lockName, $timeout = 2) { $identifier = uniqid(); $timeout = ceil($timeout); $end = time() + $timeout; while(time() < $end) { if($this->redis->setnx($lockName, $identifier)) { $this->redis->expire($lockName, $timeout); return $identifier; } elseif($this->redis->ttl($lockName) == -1) { $this->redis->expire($lockName, $timeout); } usleep(0.001); } return false; } // 释放锁 public function releaseLock($lockName, $identifier) { if($this->redis->get($lockName) == $identifier) { $this->redis->multi(); $this->redis->del($lockName); $this->redis->exec(); return true; } return false; } // test public function test($lockName) { echo date(‘Y-m-d H:i:s‘, time()).‘ start‘.PHP_EOL; for($i = 0; $i < 100000; $i++) { $identifier = $this->getLock($lockName); if($identifier) { $count = $this->redis->get(‘count‘); $count = intval($count) + 1; $this->redis->set(‘count‘, $count); $this->releaseLock($lockName, $identifier); } } echo date(‘Y-m-d H:i:s‘, time()).‘ end‘.PHP_EOL; } } $obj = new Lock(‘localhost‘); $obj->test(‘lock_name‘);
说明:代码参考 《Redis构建分布式锁》
客户端1:
客户端2:
结果:
把上例中的
if($this->redis->setnx($lockName, $identifier)) { $this->redis->expire($lockName, $timeout); return $identifier; } elseif($this->redis->ttl($lockName) == -1) { $this->redis->expire($lockName, $timeout); }
替换为:
if($this->redis->set($lockName, $identifier, [‘nx‘, ‘ex‘=>intval($timeout)])) { return $identifier; }
即可。
以上使用 Redis 实现了分布式锁。
标签:参数 opera 跳过 就会 注意 客户端 写入 很多 组合
原文地址:https://www.cnblogs.com/dee0912/p/9338976.html