使用redis分布式鎖解決並發線程資源共享問題


眾所周知, 在多線程中,因為共享全局變量,會導致資源修改結果不一致,所以需要加鎖來解決這個問題,保證同一時間只有一個線程對資源進行操作

但是在分布式架構中,我們的服務可能會有n個實例,但線程鎖只對同一個實例有效,就需要用到分布式鎖----redis setnx

 

原理:

  修改某個資源時, 在redis中設置一個key,value根據實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設置vlaue,表示資源上鎖,其他線程不可同時操作)

  圖示:

  

分析:

  我們的服務處於一個集群中,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:因為線程是基於進程的,兩個web server處於不同的進程空間

  也就是說,user1的請求發往web server1,那只能與web server1的其他請求進行鎖的操作,而不能對web server2的請求產生影響

  上面的圖中,user1發往web server1的請求負責處理的線程為Thread1,同理負責處理user2發往web server2的請求的線程thread2

  在同一時刻1,兩個線程都讀取了mysql中residue_ticket的值為100,對應上圖 (1)(2), 各自對100進行-1操作,更新到數據庫,對應(3)(4)

  我們預期的情況是residue_ticket值被減少了兩次,應該為98,但是實際情況下,兩個線程都做了100-1=99的操作,並都將mysql中的值改為了99, 的這就會導致最終數據不一致,所以就要用到分布式鎖。

為什么用redis?

  因為redis是單線程的,不存在多線程資源競爭,並且它真的很快

為什么用setnx 而不是set?

  setnx表示只有在key不存在時才能設置成功,但是set會在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計:

  偽代碼:

  # 設置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,當前線程獲取不到鎖,長時間處於循環中而導致的性能影響,我們設置一個超時時間,如果當前線程在超時時間內還沒有搶占到分布式鎖,就返回失敗的結果
    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據庫,當前線程可以上鎖成功,注意不僅設置了value=lock,還設置了過期時間,這是必要的,為了防止上鎖的線程異常崩掉導致不能釋放(刪除key)而導致其他所有線程永遠拿不到操作權
           residue_ticket = mysql.get('residue_ticket')     # 從mysql中獲取當前剩余票數
           mysql.update('residue_ticket',residue_ticket-1)   # 訂購成功,將票數-1,更新數據到mysql
          # 刪除key,釋放鎖
          redis.del('residue_ticket')
           return True
       else:
          # 如果setnx返回False,表示有其他線程對在操作,當前線程等待0.01s,並繼續循環
          time.sleep(0.01)
          time_out -= 0.01
          continue
    return False

 

 

 

  

  

  


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