Utiliser Redis en PHP pour implémenter une version améliorée des verrous distribués

Avec le développement des applications web, l'architecture distribuée est devenue le standard pour de plus en plus d'applications. Cependant, dans une architecture distribuée, comment garantir l'exclusivité mutuelle de plusieurs applications accédant à la même ressource en même temps et garantir la cohérence des données est devenu un problème auquel chaque développeur doit faire face. Les serrures distribuées sont une solution qui garantit une exclusivité mutuelle.

En langage PHP, utiliser Redis pour implémenter des verrous distribués est un moyen courant. Cet article présentera une version améliorée du verrouillage distribué utilisant Redis, fournissant une solution de mise en œuvre de verrouillage distribué plus stable et efficace.

1. Le principe de base de Redis implémentant des verrous distribués

Redis est une base de données en mémoire qui prend en charge plusieurs types de données, prenant en charge cinq types de données : chaîne, hachage, liste, ensemble et ensemble trié.

Dans Redis, nous pouvons définir la valeur d'une clé nommée lock sur l'horodatage actuel via la commande setnx. La valeur de retour est 1, ce qui signifie succès, indiquant que la valeur de retour est 0, ce qui signifie. qu'un autre client l'a acquis. Verrouillage, la demande de verrouillage a échoué.

Lorsque vous devez libérer le verrou, vous pouvez utiliser la commande del pour supprimer le verrou.

Le processus de base d'utilisation de Redis pour implémenter des verrous distribués est le suivant :

1) Demande de verrouillage : définissez le nom de la clé à verrouiller, la valeur sur la valeur de l'heure actuelle et l'heure d'expiration sur l'heure d'expiration du verrou (le délai d'expiration est destiné à empêcher le verrouillage d'être accidentellement maintenu), entraînant une dissipation des ressources système).

2) Libérez le verrou : vérifiez si la valeur du verrou actuel correspond à l'identité du détenteur du verrou (c'est-à-dire la valeur définie lors de la demande du verrou). Si tel est le cas, supprimez le verrou et libérez la ressource.

3) Évitez les blocages : définissez le délai d'expiration du verrou et terminez l'opération dans le délai d'expiration, sinon des problèmes de blocage se produiront.

Cependant, cette méthode de mise en œuvre présente les défauts suivants :

1) Si le détenteur du verrou ne le libère pas à temps après l'acquisition du verrou, une fois le délai d'expiration du verrou expiré, d'autres clients acquerront le verrou, provoquant le verrouillage. expirer acquis concomitamment.

2) Si le client A a acquis le verrou, mais parce que le thread se bloque ou que la connexion est perdue, le client détenteur du verrou ne parvient pas à libérer le verrou à temps, ce qui fait que les autres clients ne savent pas que A détient le verrou et l'acquièrent directement. En ce qui concerne les verrous, des problèmes de concurrence se produiront également.

3) Si le support du verrou ne libère pas le verrou à temps une fois l'opération terminée, cela entraînera un gaspillage de ressources et affectera les performances.

Compte tenu des problèmes ci-dessus, nous pouvons mettre à niveau l'implémentation du verrouillage distribué de Redis.

2. Redis implémente une version améliorée des verrous distribués

Le principe de mise en œuvre de la version améliorée des verrous distribués de Redis est basé sur les caractéristiques de transaction de Redis, qui est plus robuste et sécurisée que la version de base.

Dans Redis, nous pouvons utiliser les commandes MULTI et EXEC pour implémenter des transactions.

MULTI indique le début d'une transaction, ce qui équivaut à l'ouverture d'une transaction.

EXEC représente la soumission d'une transaction, ce qui équivaut à la soumission d'une transaction.

Pendant l'exécution de la transaction, les commandes exécutées n'affecteront pas les autres clients. Toutes les commandes d'une transaction ne prendront effet que lorsque le client exécutant la transaction la validera.

En utilisant la fonctionnalité de transaction, nous pouvons mettre les "demander le verrouillage", "libérer le verrouillage" et "éviter les blocages" dans la version de base du verrouillage ci-dessus dans une transaction.

Les étapes détaillées sont les suivantes :

1) Démarrage de la transaction : La commande MULTI démarre une transaction. Écrivez l'horodatage actuel comme valeur de verrouillage dans la valeur de verrouillage.

2) Définir le délai d'expiration : Utilisez la commande EXPIRE pour définir le délai d'expiration du verrou (afin d'éviter de le maintenir trop longtemps, les ressources peuvent être libérées à temps).

3) Soumission de la transaction : utilisez la commande EXEC pour soumettre la transaction.

4) Libérer le verrou : Le titulaire du verrou utilise l'instruction DEL pour supprimer le verrou pour supprimer la valeur du verrou. Dans cette opération, le moteur libérera automatiquement le verrou. L'instruction DEL est utilisée pour supprimer activement une clé. La commande DEL tentera également d'exécuter la commande si la clé n'existe pas. Cela garantit que tous les clients peuvent déverrouiller le verrou normalement et éviter les blocages.

De cette façon, nous pouvons faire fonctionner les serrures distribuées de manière plus sûre et plus stable. Même si le support du verrou raccroche ou si la connexion est perdue, le verrou peut être automatiquement libéré après le délai d'expiration.

De plus, si un autre client acquiert le verrou avant la commande EXEC, l'exécution de la transaction échouera et le verrou ne sera pas acquis. Cela peut éviter les problèmes de concurrence et garantir la cohérence et l’intégrité des données.

3. Meilleures pratiques pour Redis pour implémenter des verrous distribués

Lorsque vous utilisez Redis pour implémenter des verrous distribués, vous devez faire attention aux problèmes suivants :

1) Faites attention au délai d'expiration : le délai d'expiration doit être personnalisé selon le scénario commercial, et généralement il doit être garanti. Une fois la durée de fonctionnement terminée, le verrou est libéré. Un délai d'expiration trop court entraînera la libération prématurée du verrou, tandis qu'un délai d'expiration trop long entraînera une occupation trop longue du verrou, affectant ainsi les performances.

2) Assurer la haute disponibilité de Redis : Lorsque vous utilisez Redis pour des verrous distribués, vous devez garantir la haute disponibilité du cluster Redis. Lorsque Redis raccroche, il doit être basculé vers le Redis de sauvegarde à temps.

3) Pesez la fréquence de la concurrence entre les serrures et le coût des serrures : une trop grande concurrence entre les serrures peut entraîner des goulots d'étranglement extrêmes en matière de performances. Par conséquent, vous devez déterminer si vous devez utiliser des verrous dans le scénario commercial actuel et définir une stratégie raisonnable de concurrence en matière de verrous.

4) Garantir des performances élevées : dans Redis, l'utilisation de commandes de pipeline peut considérablement améliorer les performances. Dans le même temps, il est nécessaire de s'assurer que la méthode de déploiement du cluster Redis est conforme au scénario métier, et d'améliorer les performances en optimisant les paramètres de la commande et le processus d'exécution de la commande.

En général, la mise en œuvre par Redis de verrous distribués est un moyen important pour garantir la sécurité des données et la cohérence des ressources dans un environnement distribué. Dans le développement réel, nous devons prendre en compte de nombreux facteurs tels que les scénarios commerciaux, les structures de données et les stratégies d'optimisation pour garantir une solution de verrouillage distribué efficace et sûre.

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!