使用redis分布式鎖解決并發(fā)線程資源共享問題

前言

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眾所周知, 在多線程中，因?yàn)楣蚕砣肿兞?會(huì)導(dǎo)致資源修改結(jié)果不一致，所以需要加鎖來解決這個(gè)問題，保證同一時(shí)間只有一個(gè)線程對(duì)資源進(jìn)行操作

但是在分布式架構(gòu)中，我們的服務(wù)可能會(huì)有n個(gè)實(shí)例，但線程鎖只對(duì)同一個(gè)實(shí)例有效，就需要用到分布式鎖----redis setnx

原理

修改某個(gè)資源時(shí), 在redis中設(shè)置一個(gè)key，value根據(jù)實(shí)際情況自行決定如何表示

我們既然要通過檢查key是否存在（存在表示有線程在修改資源，資源上鎖，其他線程不可同時(shí)操作，若key不存在，表示資源未被線程占用，允許線程搶占，然后將通過setnx設(shè)置vlaue，表示資源上鎖，其他線程不可同時(shí)操作）

圖示：

分析

我們的服務(wù)處于一個(gè)集群中，如果只是簡單的的使用線程鎖來解決以上問題，是存在問題的：因?yàn)榫€程是基于進(jìn)程的，兩個(gè)web server處于不同的進(jìn)程空間

也就是說,user1的請(qǐng)求發(fā)往web server1，那只能與web server1的其他請(qǐng)求進(jìn)行鎖的操作，而不能對(duì)web server2的請(qǐng)求產(chǎn)生影響

上面的圖中，user1發(fā)往web server1的請(qǐng)求負(fù)責(zé)處理的線程為Thread1,同理負(fù)責(zé)處理user2發(fā)往web server2的請(qǐng)求的線程thread2

在同一時(shí)刻1，兩個(gè)線程都讀取了MySQL中residue_ticket的值為100，對(duì)應(yīng)上圖 (1)(2)， 各自對(duì)100進(jìn)行-1操作，更新到數(shù)據(jù)庫，對(duì)應(yīng)(3)(4)

我們預(yù)期的情況是residue_ticket值被減少了兩次，應(yīng)該為98,但是實(shí)際情況下，兩個(gè)線程都做了100-1=99的操作，并都將mysql中的值改為了99, 的這就會(huì)導(dǎo)致最終數(shù)據(jù)不一致，所以就要用到分布式鎖。

為什么用redis?

因?yàn)閞edis是單線程的，不存在多線程資源競爭，并且它真的很快

為什么用setnx 而不是set?

setnx表示只有在key不存在時(shí)才能設(shè)置成功，但是set會(huì)在key存在的情況下修改value

利用setnx的特性，我們可以這樣這樣設(shè)計(jì):

偽代碼:

# 設(shè)置redis鎖的
　　redis key = 'residue_ticket_lock'

　　# get_ticket是處理購票的邏輯
　　def get_ticket()：
　　　　time_out = 5  # 為了防止線程過多，當(dāng)前線程獲取不到鎖，長時(shí)間處于循環(huán)中而導(dǎo)致的性能影響，我們設(shè)置一個(gè)超時(shí)時(shí)間，如果當(dāng)前線程在超時(shí)時(shí)間內(nèi)還沒有搶占到分布式鎖，就返回失敗的結(jié)果
　　　　while True:
　　　　　　　if redis.setnx('residue_ticket_lock'，'lock',5):
　　　　　　　　　　# 如果setnx返回True, 表示此刻沒有其他線程在操作數(shù)據(jù)庫,當(dāng)前線程可以上鎖成功,注意不僅設(shè)置了value=lock,還設(shè)置了過期時(shí)間，這是必要的，為了防止上鎖的線程異常崩掉導(dǎo)致不能釋放(刪除key)而導(dǎo)致其他所有線程永遠(yuǎn)拿不到操作權(quán)
　　　　　　　　　 residue_ticket = mysql.get('residue_ticket')   # 從mysql中獲取當(dāng)前剩余票數(shù)
　　　　　　　　　 mysql.update('residue_ticket',residue_ticket-1)  # 訂購成功，將票數(shù)-1，更新數(shù)據(jù)到mysql
　　　　　　　　　　# 刪除key，釋放鎖
　　　　　　　　　　redis.del('residue_ticket')
　　　　　　　　　 return True
　　　　　　　else:
　　　　　　　　　　# 如果setnx返回False，表示有其他線程對(duì)在操作,當(dāng)前線程等待0.01s，并繼續(xù)循環(huán)
　　　　　　　　　　time.sleep(0.01)
　　　　　　　　　　time_out -= 0.01
　　　　　　　　　　continue
　　　　return False

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持創(chuàng)新互聯(lián)。

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