Redis多并发问题

具体问题

   有个键,假设名称为myNum,里面保存的是阿拉伯数字,假设现在值为1,存在多个连接对myNum进行操作的情况,这个时候就会有并发的问题。假设有两个连接linkA和linkB,这两个连接都执行下面的操作,取出myNum的值,+1,然后再存回去,看看下面的交互:

for (int i = 0; i < 50000; i++)
{                
     int result = rds.Get("mykey1");
     rds.Set("mykey1", result + 1);                
}
Console.WriteLine("线程结束,输出" + rds.Get("mykey1"));

和我们单线程,跑两个50000,会输出100000。现在是两个并发线程同时跑在由于并发造成的数据结果往往不是我们想要的

产生原因

redis是一种单线程机制的nosql数据库,基于key-value,数据可持久化落盘。由于单线程所以redis本身并没有锁的概念,多个客户端连接并不存在竞争关系,但是利用jedis等客户端对redis进行并发访问时会出现问题。发生连接超时、数据转换错误、阻塞、客户端关闭连接等问题,这些问题均是由于客户端连接混乱造成。

解决方法

方法一(对数据库的读写操作加锁)

将读写的方法封装,并且添加锁

type Accout struct {
    flag sync.Mutex            //sync.Mutex类型
}
//进行读的操作
func (a *Accout) Reed(n int) {  //读
    a.flag.Lock()            //锁上
    defer a.flag.Unlock()    //在方法运行完之后解开
}
//进行写的操作
func (a *Accout) Write(n int) {  //读
    a.flag.Lock()            //锁上
    defer a.flag.Unlock()    //在方法运行完之后解开
}

方法二(利用setnx实现锁)

SETNX命令(SET if Not eXists)

语法:
SETNX key value

功能:
将 key 的值设为 value ,当且仅当 key 不存在;若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作。

模式:将 SETNX 用于加锁(locking)

如果要给关键字(key)foo加锁,客户端可以尝试以下方式:

SETNX lock.foo

如果 SETNX 返回 1 ,说明客户端已经获得了锁, key 设置的unix时间则指定了锁失效的时间。之后客户端可以通过 DEL lock.foo 来释放锁。

如果 SETNX 返回 0 ,说明 key 已经被其他客户端上锁了。如果锁是非阻塞(non blocking lock)的,我们可以选择返回调用,或者进入一个重试循环,直到成功获得锁或重试超时(timeout)。

但是已经证实仅仅使用SETNX加锁带有竞争条件,在特定的情况下会造成错误。比如说产生死锁。

处理死锁(deadlock)

上面的锁算法有一个问题:如果因为客户端失败、崩溃或其他原因导致没有办法释放锁的话,怎么办?

这种状况可以通过检测发现——因为上锁的 key 保存的是 unix 时间戳,假如 key 值的时间戳小于当前的时间戳,表示锁已经不再有效。

但是,当有多个客户端同时检测一个锁是否过期并尝试释放它的时候,我们不能简单粗暴地删除死锁的 key ,再用 SETNX 上锁,因为这时竞争条件(race condition)已经形成了:

C1 和 C2 读取 lock.foo 并检查时间戳, SETNX 都返回 0 ,因为它已经被 C3 锁上了,但 C3 在上锁之后就崩溃(crashed)了。
C1 向 lock.foo 发送 DEL 命令。
C1 向 lock.foo 发送 SETNX 并成功。
C2 向 lock.foo 发送 DEL 命令。
C2 向 lock.foo 发送 SETNX 并成功。

出错:因为竞争条件的关系,C1 和 C2 两个都获得了锁。

幸好,以下算法可以避免以上问题。来看看我们聪明的 C4 客户端怎么办:

C4 向 lock.foo 发送 SETNX 命令。
因为崩溃掉的 C3 还锁着 lock.foo ,所以 Redis 向 C4 返回 0 。
C4 向 lock.foo 发送 GET 命令,查看 lock.foo 的锁是否过期。如果不,则休眠(sleep)一段时间,并在之后重试。
另一方面,如果 lock.foo 内的 unix 时间戳比当前时间戳老,C4 执行以下命令:
GETSET lock.foo 

因为 GETSET 的作用,C4 可以检查看 GETSET 的返回值,确定 lock.foo 之前储存的旧值仍是那个过期时间戳,如果是的话,那么 C4 获得锁。

如果其他客户端,比如 C5,比 C4 更快地执行了 GETSET 操作并获得锁,那么 C4 的 GETSET 操作返回的就是一个未过期的时间戳(C5 设置的时间戳)。C4 只好从第一步开始重试。

注意,即便 C4 的 GETSET 操作对 key 进行了修改,这对未来也没什么影响。

这里假设锁key对应的value没有实际业务意义,否则会有问题,而且其实其value也确实不应该用在业务中。

为了让这个加锁算法更健壮,获得锁的客户端应该常常检查过期时间以免锁因诸如 DEL 等命令的执行而被意外解开,因为客户端失败的情况非常复杂,不仅仅是崩溃这么简单,还可能是客户端因为某些操作被阻塞了相当长时间,紧接着 DEL 命令被尝试执行(但这时锁却在另外的客户端手上)。

GETSET命令

语法:
GETSET key value

功能:
将给定 key 的值设为 value ,并返回 key 的旧值(old value)。当 key 存在但不是字符串类型时,返回一个错误。

返回值:
返回给定 key 的旧值;当 key 没有旧值时,也即是, key 不存在时,返回 nil 。

ref by

http://blog.csdn.net/lwljava/article/details/38555911

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