使用 Redis 分布式锁构建可扩展的插槽预订系统-js教程-PHP中文网

Building a Scalable Slot Booking System with Redis Distributed Locks

在当今快节奏的数字世界中，无缝且可扩展的预订系统至关重要，尤其是当多个用户尝试同时预订同一时段时。本博客概述了使用Redis进行分布式锁定的插槽预订系统的底层设计，这确保用户可以在不遇到竞争条件的情况下预订插槽。通过利用 Redis，我们可以管理并发性和可扩展性，确保我们的预订系统在高需求下高效运行。

系统的关键组件

在深入探讨技术方面之前，我们先来分解一下核心组件：

用户：代表使用系统预订时段的个人。
Slot：表示用户可以预订的有时限的单元（例如会议室、活动）。
Redis 分布式锁：确保两个用户不能同时预订同一个时段的关键功能。
MongoDB：存储用户和槽位信息。
Redis：充当锁管理器来处理竞争条件。

预订系统的挑战

当多个用户尝试同时预订同一时段时，预订系统很容易陷入重复预订或竞争条件等问题。如果没有适当的并发控制，两个用户可能会无意中预订同一个时段，从而导致沮丧和冲突。

这就是Redis分布式锁发挥作用的地方。使用锁可确保在任何给定时间只有一个用户可以预订时段。

1. 模型：定义用户和槽位

首先，我们需要为用户和槽设计数据模型。这些模型将存储在 MongoDB 中，其结构简单但有效。

一个。用户模型

每个用户都有基本属性，如姓名、电子邮件和用于身份验证的散列密码：

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. 老虎机模型

每个时段都有开始和结束时间，并跟踪是否已被预订以及由谁预订：

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端点：用户如何与系统交互

API是用户和系统之间的桥梁。以下是所需的关键端点：

一个。用户注册

允许新用户注册：

端点：POST /api/users/register
请求：用户详细信息（姓名、电子邮件、密码）
回复：用户注册确认

b. 用户登录

对用户进行身份验证并提供 JWT 令牌：

端点：POST /api/users/login
请求：用户凭据（电子邮件、密码）
响应：用于身份验证的 JWT 令牌

c. 创建插槽

允许管理员或授权用户创建槽：

端点：POST /api/slots/create
请求：时段开始和结束时间
响应：确认插槽创建

d. 书位

允许用户预订可用时段：

端点：POST /api/slots/book/:id
请求：标头中的 JWT 令牌，URL 中的插槽 ID
响应：时段预订确认或错误（例如，如果时段已被预订）

3.Redis分布式锁的工作原理

并发是预订系统面临的最大挑战。当多个用户尝试同时预订同一个时段时，Redis 会以其分布式锁定功能来救援。

使用Redis锁的预订流程

锁获取:
- 当用户尝试预订插槽时，系统会尝试使用 SET lock_key NX EX 10 命令在 Redis 中获取锁。
- NX（如果不存在则设置）确保仅在锁尚不存在时创建锁，而 EX 10 确保锁在 10 秒后过期（防止死锁）。
- 如果已经获取了锁，系统会返回 423 Locked 状态，通知用户该槽位已被其他人预订。
插槽可用性检查：
- 如果成功获取锁，则会查询 MongoDB 以检查该槽是否仍然可用（即未预订）。
- 如果空位可用，系统会将空位的状态更新为已预订，并将 bookingBy 字段设置为当前用户的 ID。
锁定释放：
- 一旦预订过程完成，或者发生错误，系统会通过使用 DEL lock_key 命令删除 Redis 密钥来释放锁定。

使用 Redis 锁预订插槽的示例代码：

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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