Redis 分布式锁--PHP

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Redis 分布式锁的作用

在单机环境下,有个秒杀商品的活动,在短时间内,服务器压力和流量会陡然上升。这个就会存在并发的问题。想要解决并发需要解决以下问题

1、提高系统吞吐率也就是qps 每秒处理的请求书
2、避免商品在高并发的情况下,出现资源争抢导致的超买超买问题

解决问题一:采用内存型数据库提高系统的qps
解决问题二:就要用到经常会遇到的锁,例如MySQL 有读锁、写锁、排他锁、悲观锁、乐观锁。不过这里只讨论redis来实现锁

简单版设置锁

$redis = new Redis();
$redis->connect('127.0.0.1', 6379); //连接Redis

$expire = 10;//有效期10秒
$key = 'lock';//key
$value = time() + $expire;//锁的值 = Unix时间戳 + 锁的有效期
$lock = $redis->setnx($key, $value);
//判断是否上锁成功,成功则执行下步操作
if(!empty($lock))
{
//下步操作...       
}

如果以这样的简单版设置锁就能解决所有问题,未免也太小看在程序中应用了。

按正常的操作示例基本上都是这样写的。但是这样写有一些问题

1、假如有10000 个请求访问了redis 不存在的键,这样请求就是指接到了MySQL数据,造成CPU短时间内达到100%甚至宕机。这样场景俗称缓存击穿造成的缓存雪崩。
2、 假如CPU过高或者网络延时问题,造成锁没有被删除掉或者缓存键过期没有被回收的情况,就会形成死锁。

解决问题:引用reids setnx 方法的作用是,当设置的key 不存在时,设置新的值。这样就避免了缓存击穿的问题。检测键的过期时间,避免产生死锁

解决死锁问题

    $expire = 10;//有效期10秒
    $key = 'lock';//key
    $value = time() + $expire;//锁的值 = Unix时间戳 + 锁的有效期
    $status = true;
    while($status)
    {
        $lock = $redis->setnx($key, $value);
        if(empty($lock))
        {
            $value = $redis->get($key);
            if($value < time())
            {
                $redis->del($key);
            }       
        }else{
            $status = false;
            //下步操作....
        }
    }
1、按理说这样解决单机版锁竞争问题已经是没有多大问题了。那么特殊情况来了,如果这个设置锁的键由于意外情况没有被删除,这样同样会有死锁的情况发生。

2、分布式集群业务业务场景下,每台服务器是独立存在的。多台服务器怎么通过一个标识来相互竞争锁呢。这里就用到了分布式锁

这里简单介绍一下,以MYSQL 的事务机制来延生。事务四个特性ACID,有四种隔离级别:未提交读、已提交读、可重复读、串行化。这些特性都只在单台服务器上生效。到了分布式集群了,数据在不同的服务器上,紧靠事务很难保持数据的一致性及隔离性,事务的作用就意义不大了。Redis也是如此。

正确的分布式锁的打开方式

   /**
     * 实现Redis分布锁
     */
    $key        = 'demo';       //要更新信息的缓存KEY
    $lockKey    = 'lock:'.$key; //设置锁KEY
    $lockExpire = 10;           //设置锁的有效期为10秒
     
    //获取缓存信息
    $result = $redis->get($key);
    //判断缓存中是否有数据
    if(empty($result))
    {
        $status = TRUE;
        while ($status)
        {
            //设置锁值为当前时间戳 + 有效期
            $lockValue = time() + $lockExpire;
            /**
             * 创建锁
             * 试图以$lockKey为key创建一个缓存,value值为当前时间戳
             * 由于setnx()函数只有在不存在当前key的缓存时才会创建成功
             * 所以,用此函数就可以判断当前执行的操作是否已经有其他进程在执行了
             * @var [type]
             */
            $lock = $redis->setnx($lockKey, $lockValue);
            /**
             * 满足两个条件中的一个即可进行操作
             * 1、上面一步创建锁成功;
             * 2、   1)判断锁的值(时间戳)是否小于当前时间    $redis->get()
             *      2)同时给锁设置新值成功    $redis->getset()
             */
            if(!empty($lock) || ($redis->get($lockKey) < time() && $redis->getSet($lockKey, $lockValue) < time() ))
            {
                //给锁设置生存时间
                $redis->expire($lockKey, $lockExpire);
                //******************************
                //此处执行插入、更新缓存操作...
                //******************************
     
                //以上程序走完删除锁
                //检测锁是否过期,过期锁没必要删除
                if($redis->ttl($lockKey))
                    $redis->del($lockKey);
                $status = FALSE;
            }else{
                /**
                 * 如果存在有效锁这里做相应处理
                 *      等待当前操作完成再执行此次请求
                 *      直接返回
                 */
                sleep(2);//等待2秒后再尝试执行操作
            }
        }
    }

结尾

文章从知识面的广度(mysql)、示例代码优缺点的简介及应用的场景,区别于其他博客文章。嘿嘿~

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孤狼独闯天宇 · 3 天前

分布式不是有多台服务器吗,那其它的redis服务器怎么去获取你设置的那个$lockKey呢?

+1 回复

0

这个问题,跟session 共享、数据共享的问题一样。自行了解哈

叶剑飞雪 作者 · 3 天前
Ali_ · 4 天前

" 如果以这样的简单版设置锁就能解决所有问题,未免也太小看锁在程序中应用了。
按正常的操作示例基本上都是这样写的。但是这样写有一些问题

1、假如有10000 个请求访问了redis 不存在的键,这样请求就是指接到了MySQL数据,造成CPU短时间内达到100%甚至宕机。这样场景俗称缓存击穿造成的缓存雪崩。"

什么逻辑?

回复

0

复习一下redis 缓存击穿的知识哈

叶剑飞雪 作者 · 3 天前
0

redis设置锁是为了防止缓存击穿,但是简单版设置锁这里有可能会导致死锁,这里没问题,但是你说简单版的设置锁会导致缓存击穿这里是不是有问题呢?

Ali_ · 3 天前
0

缓存击穿是访问了Redis不存在的键导致的。简单版没有对不存在的键做处理,导致直接读取数据库

叶剑飞雪 作者 · 3 天前
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