使用 Redis 分散式鎖建立可擴展的插槽預訂系統-js教程-PHP中文網

Building a Scalable Slot Booking System with Redis Distributed Locks

在當今快節奏的數位世界中，無縫且可擴展的預訂系統至關重要，尤其是當多個用戶嘗試同時預訂同一時段時。本部落格概述了使用Redis進行分散式鎖定的插槽預訂系統的底層設計，這確保用戶可以在不遇到競爭條件的情況下預訂插槽。透過利用 Redis，我們可以管理並發性和可擴展性，確保我們的預訂系統在高需求下有效運作。

系統的關鍵組件

在深入探討技術方面之前，我們先來分解核心組件：

使用者：代表使用系統預約時段的個人。
Slot：表示使用者可以預約的有時限的單元（例如會議室、活動）。
Redis 分散式鎖定：確保兩個使用者不能同時預約同一個時段的關鍵功能。
MongoDB：儲存使用者和插槽資訊。
Redis：充當鎖定管理器來處理競爭條件。

預訂系統的挑戰

當多個用戶嘗試同時預訂同一時段時，預訂系統很容易陷入重複預訂或競爭條件等問題。如果沒有適當的並發控制，兩個用戶可能會無意中預訂同一個時段，導致沮喪和衝突。

這就是Redis分散式鎖發揮作用的地方。使用鎖定可確保在任何給定時間只有一個用戶可以預訂時段。

1. 模型：定義使用者和插槽

首先，我們需要為使用者和槽設計資料模型。這些模型將儲存在 MongoDB 中，其結構簡單但有效。

一個。使用者模型

每個使用者都有基本屬性，如姓名、電子郵件和用於驗證的雜湊密碼：

const mongoose = require('mongoose');

const UserSchema = new mongoose.Schema({
    name: { type: String, required: true },
    email: { type: String, required: true, unique: true },
    password: { type: String, required: true },
    createdAt: { type: Date, default: Date.now }
});

module.exports = mongoose.model('User', UserSchema);

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b. 老虎機模型

每個時段都有開始和結束時間，並追蹤是否已被預訂以及由誰預訂：

const mongoose = require('mongoose');

const SlotSchema = new mongoose.Schema({
    startTime: { type: Date, required: true },
    endTime: { type: Date, required: true },
    isBooked: { type: Boolean, default: false },
    bookedBy: { type: mongoose.Schema.Types.ObjectId, ref: 'User', default: null }
});

module.exports = mongoose.model('Slot', SlotSchema);

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2. API端點：使用者如何與系統交互

API是使用者和系統之間的橋樑。以下是所需的關鍵端點：

一個。用戶註冊

允許新用戶註冊：

端點：POST /api/users/register
請求：使用者詳細資料（姓名、電子郵件、密碼）
回覆：用戶註冊確認

b. 使用者登入

對使用者進行身份驗證並提供 JWT 令牌：

端點：POST /api/users/login
請求：使用者憑證（電子郵件、密碼）
回應：用於身份驗證的 JWT 令牌

c. 建立插槽

允許管理員或授權使用者建立槽：

端點：POST /api/slots/create
請求：時段開始與結束時間
回應：確認插槽建立

d. 書位

允許用戶預訂可用時段：

端點：POST /api/slots/book/:id
請求：標頭中的 JWT 令牌，URL 中的插槽 ID
回應：時段預訂確認或錯誤（例如，如果時段已預訂）

3.Redis分散式鎖的工作原理

併發是預訂系統面臨的最大挑戰。當多個用戶嘗試同時預訂同一個時段時，Redis 會以其分散式鎖定功能來救援。

使用Redis鎖定的預約流程

鎖定取得:
- 當使用者嘗試預訂插槽時，系統會嘗試使用 SET lock_key NX EX 10 指令在 Redis 中取得鎖定。
- NX（如果不存在則設定）確保僅在鎖尚不存在時建立鎖，而 EX 10 確保鎖定在 10 秒後過期（防止死鎖）。
- 如果已經取得了鎖，系統會返回 423 Locked 狀態，通知用戶該插槽已被其他人預訂。
插槽可用性檢查：
- 如果成功取得鎖定，則會查詢 MongoDB 以檢查該插槽是否仍然可用（即未預訂）。
- 如果空位可用，系統會將空位的狀態更新為已預訂，並將 bookingBy 欄位設定為目前使用者的 ID。
鎖定釋放：
- 一旦預訂程序完成，或發生錯誤，系統會透過使用 DEL lock_key 指令刪除 Redis 金鑰來釋放鎖定。

使用 Redis 鎖預訂插槽的範例程式碼：

const mongoose = require('mongoose');

const UserSchema = new mongoose.Schema({
    name: { type: String, required: true },
    email: { type: String, required: true, unique: true },
    password: { type: String, required: true },
    createdAt: { type: Date, default: Date.now }
});

module.exports = mongoose.model('User', UserSchema);

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