redis中的並發問題
使用redis作為快取已經很久了,redis是以單一進程的形式運行的,命令是一個接著一個執行的,一直以為不會存在並發的問題,直到今天看到相關的資料,才恍然大悟(推薦:redis視頻教程)
具體問題實例
有個鍵,假設名稱為myNum,裡面保存的是阿拉伯數字,假設現在值為1,存在多個連接對myNum進行操作的情況,這個時候就會有並發的問題。假設有兩個連接linkA和linkB,這兩個連接都執行下面的操作,取出myNum的值, 1,然後再存回去,看看下面的交互:
linkA get myNum => 1 linkB get myNum => 1 linkA set muNum => 2 linkB set myNum => 2
執行完操作之後,結果可能是2,這和我們預期的3不一致。
再看一個具體的例子:
<?php require "vendor/autoload.php"; $client = new Predis\Client([ 'scheme' => 'tcp', 'host' => '127.0.0.1', 'port' => 6379, ]); for ($i = 0; $i < 1000; $i++) { $num = intval($client->get("name")); $num = $num + 1; $client->setex("name", $num, 10080); usleep(10000); }
設定name初始值為0,然後同時用兩個終端執行上面的程序,最後name的值可能不是2000,而是一個<2000的值,這也證明了我們上面的並發問題的存在,這個該怎麼解決呢?
redis中的事務
#redis中也是有事務的,不過這個事務沒有mysql中的完善,只保證了一致性和隔離性,不滿足原子性和持久性。
redis交易使用multi、exec指令
原子性,redis會將交易中的所有指令執行一遍,即使中間有執行失敗也不會回滾。 kill訊號、宿主機宕機等導致事務執行失敗,redis也不會進行重試或回滾。
持久性,redis事務的持久性依賴redis所使用的持久化模式,遺憾的是各種持久化模式也都不是持久化的。
隔離性,redis是單一進程,開啟交易之後,會執行完目前連線的所有指令直到遇到exec指令,才處理其他連線的指令。
一致性,看了文檔,覺得挺扯的,但是貌似說的沒有問題。
redis中的事務不支援原子性,所以解決不了上面的問題。
當然了redis還有一個watch指令,這個指令可以解決這個問題,看下面的例子,對一個鍵執行watch,然後執行事務,由於watch的存在,他會監測鍵a,當a被修該之後,後面的事務就會執行失敗,這就確保了多個連接同時來了,都監測著a,只有一個能執行成功,其他都返回失敗。
127.0.0.1:6379> set a 1 OK 127.0.0.1:6379> watch a OK 127.0.0.1:6379> multi OK 127.0.0.1:6379> incr a QUEUED 127.0.0.1:6379> exec 1) (integer) 2 127.0.0.1:6379> get a "2"
失敗時候的例子,從最後可以看出,test的值被其他連接修改了:
127.0.0.1:6379> set test 1 OK 127.0.0.1:6379> watch test OK 127.0.0.1:6379> multi OK 127.0.0.1:6379> incrby test 11 QUEUED 127.0.0.1:6379> exec (nil) 127.0.0.1:6379> get test "100"
我的問題如何解決
redis中指令是滿足原子性的,因此在值為阿拉伯數字的時候,我可以將get和set指令修改為incr或incrby來解決這個問題,下面的程式碼開啟兩個終端同時執行,得到的結果是滿足我們預期的2000。
<?php require "vendor/autoload.php"; $client = new Predis\Client([ 'scheme' => 'tcp', 'host' => '127.0.0.1', 'port' => 6379, ]); for ($i = 0; $i < 1000; $i++) { $client->incr("name"); $client->expire("name", 10800); usleep(10000); }
@manzilu 提到的方法
評論中manzilu提到的方法查了下資料,確實可行,效果還不錯,這裡寫了個例子
<?phprequire "vendor/autoload.php"; $client = new Predis\Client([ 'scheme' => 'tcp', 'host' => '127.0.0.1', 'port' => 6379, ]);class RedisLock{ public $objRedis = null; public $timeout = 3; /** * @desc 设置redis实例 * * @param obj object | redis实例 */ public function __construct($obj) { $this->objRedis = $obj; } /** * @desc 获取锁键名 */ public function getLockCacheKey($key) { return "lock_{$key}"; } /** * @desc 获取锁 * * @param key string | 要上锁的键名 * @param timeout int | 上锁时间 */ public function getLock($key, $timeout = NULL) { $timeout = $timeout ? $timeout : $this->timeout; $lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key); $expireAt = time() + $timeout; $isGet = (bool)$this->objRedis->setnx($lockCacheKey, $expireAt); if ($isGet) { return $expireAt; } while (1) { usleep(10); $time = time(); $oldExpire = $this->objRedis->get($lockCacheKey); if ($oldExpire >= $time) { continue; } $newExpire = $time + $timeout; $expireAt = $this->objRedis->getset($lockCacheKey, $newExpire); if ($oldExpire != $expireAt) { continue; } $isGet = $newExpire; break; } return $isGet; } /** * @desc 释放锁 * * @param key string | 加锁的字段 * @param newExpire int | 加锁的截止时间 * * @return bool | 是否释放成功 */ public function releaseLock($key, $newExpire) { $lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key); if ($newExpire >= time()) { return $this->objRedis->del($lockCacheKey); } return true; } } $start_time = microtime(true); $lock = new RedisLock($client); $key = "name";for ($i = 0; $i < 10000; $i++) { $newExpire = $lock->getLock($key); $num = $client->get($key); $num++; $client->set($key, $num); $lock->releaseLock($key, $newExpire); } $end_time = microtime(true);echo "花费时间 : ". ($end_time - $start_time) . "\n";
執行shell php setnx.php & php setnx.php&,最後會得到結果:
$ 花费时间 : 4.3004920482635 [2] + 72356 done php setnx.php # root @ ritoyan-virtual-pc in ~/PHP/redis-high-concurrency [20:23:41] $ 花费时间 : 4.4319710731506 [1] + 72355 done php setnx.php
同樣循環1w次,去掉usleep,使用incr直接進行增加,耗時在2s左右。
而取得所得時候取消usleep,時間不但沒減少,反而增加了,這個usleep的設定要合理,免得進程做無用的循環
總結
看了這麼多,簡單的總結下,其實redis本事是不會存在並發問題的,因為他是單進程的,再多的command都是one by one執行的。我們使用的時候,可能會出現並發問題,例如get和set這一對。
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