Redis의 분산 잠금 구현에 대한 자세한 설명-Redis-php.cn

Redis의 분산 잠금 구현에 대한 자세한 설명

WBOY

풀어 주다： 2023-06-21 11:02:38

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모바일 인터넷의 급속한 발전과 데이터 양의 폭발적인 증가로 인해 분산 시스템이 점점 더 대중화되고 있습니다. 분산 시스템에서는 동시 작업 문제가 점점 더 두드러지고 있습니다. 여러 스레드가 동시에 공유 리소스를 요청하는 경우 데이터 일관성을 보장하기 위해 이러한 리소스를 잠가야 합니다. 분산 잠금은 분산 시스템에서 동시 작업을 구현하는 효과적인 솔루션 중 하나입니다. 이 기사에서는 Redis를 사용하여 분산 잠금을 구현하는 방법을 자세히 소개합니다.

Redis 기본

Redis는 분산 시스템에서 널리 사용되는 메모리 기반 키-값 저장 시스템입니다. 고성능 NoSQL 데이터베이스인 Redis는 효율적인 읽기 및 쓰기 성능과 풍부한 데이터 구조로 많은 주목을 받았습니다. Redis는 여러 머신을 기반으로 분산 스토리지를 구현할 수 있으며 다음 데이터 구조를 지원합니다.

String
Hash
List
Set
Ordered set( sorted set)

Redis의 작업은 이러한 데이터 구조를 기반으로 합니다. 분산 잠금을 구현하려면 Redis의 기능인 SETNX(존재하지 않는 경우 SET)를 사용해야 합니다. 즉, 지정된 키가 존재하지 않는 경우 키 값을 설정할 수 있습니다. 키가 이미 존재하는 경우 SETNX 작업은 실패를 반환합니다.

분산 잠금 구현 아이디어

분산 잠금을 구현하려면 먼저 목표를 명확히 해야 합니다.

분산 환경에서는 여러 스레드가 동시에 동일한 리소스를 요청할 때 다음이 필요합니다. 하나의 스레드만 잠금을 얻을 수 있도록 합니다.
스레드가 잠금을 획득한 경우 다른 스레드는 잠금이 해제될 때까지 기다려야 합니다.

위 목표를 달성하기 위해 다음 아이디어를 채택할 수 있습니다.

Redis의 SETNX 명령을 사용하여 잠금 식별용 새 키를 만듭니다.
SETNX 명령이 성공적으로 반환되면 현재 스레드가 잠금을 획득했음을 의미합니다.
교착 상태를 방지하려면 키 만료 시간을 설정하세요.
스레드가 작업을 완료하면 잠금이 해제됩니다. 즉, 키가 삭제됩니다.

구현 코드 예시

먼저 Redis 연결을 생성합니다:

import redis

conn = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

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그런 다음 잠금 획득 및 해제 기능을 정의합니다:

def acquire_lock(conn, lockname, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())
    lockname = "lock:" + lockname
    end = time.time() + acquire_timeout
    while time.time() < end:
        if conn.setnx(lockname, identifier):
            conn.expire(lockname, lock_timeout)
            return identifier
        elif not conn.ttl(lockname):
            conn.expire(lockname, lock_timeout)
        time.sleep(0.001)
    return False

def release_lock(conn, lockname, identifier):
    pipe = conn.pipeline(True)
    lockname = "lock:" + lockname
    while True:
        try:
            pipe.watch(lockname)
            if pipe.get(lockname) == identifier:
                pipe.multi()
                pipe.delete(lockname)
                pipe.execute()
                return True
            pipe.unwatch()
            break
        except redis.exceptions.WatchError:
            pass
    return False

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그 중 acquire_lock 함수를 사용하여 잠금을 획득하며, 매개변수 설명은 다음과 같습니다.

conn: Redis 연결입니다.
lockname: 자물쇠의 이름입니다.
acquire_timeout: 잠금 획득 시 제한 시간, 기본값은 10초입니다.
lock_timeout: 잠금 만료 시간, 기본값은 10초입니다.

이 함수는 먼저 임의의 식별자를 생성한 다음 0.001초마다 잠금 획득을 시도하고 만료 시간을 설정합니다. 지정된 제한 시간 내에 잠금이 획득되지 않으면 False가 반환됩니다.

release_lock 함수는 잠금을 해제하는 데 사용됩니다. 매개변수 설명은 다음과 같습니다.

conn: Redis 연결입니다.
lockname: 자물쇠의 이름입니다.
identifier: 잠금을 획득할 때 반환되는 식별자입니다.

이 함수는 먼저 WATCH 명령을 사용하여 잠금을 모니터링합니다. 잠금 값이 식별자와 동일하면 MULTI 명령을 사용하여 잠금을 삭제하고 작업을 수행합니다. 그렇지 않으면 모니터링을 종료하고 False를 반환합니다.

마지막으로 acquire_lock 및 release_lock 함수를 사용하여 분산 잠금 기능을 구현합니다. 샘플 코드는 다음과 같습니다.

import time
import uuid

def do_task():
    print("Task started...")
    time.sleep(5)
    print("Task finished")

def main():
    lockname = "mylock"
    identifier = acquire_lock(conn, lockname)
    if not identifier:
        print("Failed to obtain lock")
        return
    try:
        do_task()
    finally:
        release_lock(conn, lockname, identifier)

if __name__ == '__main__':
    main()

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이 샘플 코드에서는 acquire_lock 함수를 사용하여 잠금을 획득하고, release_lock 함수를 호출하여 작업 실행 후 잠금을 해제합니다.

요약

분산 잠금은 분산 시스템에서 널리 사용되는 기술로, 동시 작업 시 데이터 일관성 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다. 본 글에서는 Redis를 사용하여 분산 잠금을 구현하는 방법을 자세히 소개합니다. Redis의 SETNX 명령과 만료 시간 설정은 물론 WATCH 및 MULTI 명령을 사용하여 분산 잠금 기능을 구현할 수 있습니다.

위 내용은 Redis의 분산 잠금 구현에 대한 자세한 설명의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!