redis中的并發問題
使用redis作為緩存已經很久了,redis是以單進程的形式運行的,命令是一個接著一個執行的,一直以為不會存在并發的問題,直到今天看到相關的資料,才恍然大悟。
具體問題實例
有個鍵,假設名稱為myNum,里面保存的是阿拉伯數字,假設現在值為1,存在多個連接對myNum進行操作的情況,這個時候就會有并發的問題。假設有兩個連接linkA和linkB,這兩個連接都執行下面的操作,取出myNum的值,+1,然后再存回去,看看下面的交互:
linkA?get?myNum?=>?1linkB?get?myNum?=>?1linkA?set?muNum?=>?2linkB?set?myNum?=>?2
執行完操作之后,結果可能是2,這和我們預期的3不一致。
再看一個具體的例子:
<?phprequire "vendor/autoload.php";$client = new PredisClient([ 'scheme' =>?'tcp', 'host'?=>?'127.0.0.1', 'port'?=>?6379,]);for?($i?=?0;?$i?get("name")); $num?=?$num?+?1; $client->setex("name",?$num,?10080); usleep(10000);}
設置name初始值為0,然后同時用兩個終端執行上面的程序,最后name的值可能不是2000,而是一個
redis中的事務
redis中也是有事務的,不過這個事務沒有mysql中的完善,只保證了一致性和隔離性,不滿足原子性和持久性。
redis事務使用multi、exec命令
原子性,redis會將事務中的所有命令執行一遍,哪怕是中間有執行失敗也不會回滾。kill信號、宿主機宕機等導致事務執行失敗,redis也不會進行重試或者回滾。
持久性,redis事務的持久性依賴于redis所使用的持久化模式,遺憾的是各種持久化模式也都不是持久化的。
隔離性,redis是單進程,開啟事務之后,會執行完當前連接的所有命令直到遇到exec命令,才處理其他連接的命令。
一致性,看了文檔,覺得挺扯的,但是貌似說的沒有問題。
redis中的事務不支持原子性,所以解決不了上面的問題。
當然了redis還有一個watch命令,這個命令可以解決這個問題,看下面的例子,對一個鍵執行watch,然后執行事務,由于watch的存在,他會監測鍵a,當a被修該之后,后面的事務就會執行失敗,這就確保了多個連接同時來了,都監測著a,只有一個能執行成功,其他都返回失敗。
127.0.0.1:6379>?set?a?1OK127.0.0.1:6379>?watch?aOK127.0.0.1:6379>?multi?OK127.0.0.1:6379>?incr?aQUEUED127.0.0.1:6379>?exec1)?(integer)?2 127.0.0.1:6379>?get?a"2"
失敗時候的例子,從最后可以看出,test的值被其他連接修改了:
127.0.0.1:6379>?set?test?1OK127.0.0.1:6379>?watch?testOK127.0.0.1:6379>?multiOK127.0.0.1:6379>?incrby?test?11QUEUED127.0.0.1:6379>?exec(nil) 127.0.0.1:6379>?get?test"100"
問題如何解決
redis中命令是滿足原子性的,因此在值為阿拉伯數字的時候,我可以將get和set命令修改為incr或者incrby來解決這個問題,下面的代碼開啟兩個終端同時執行,得到的結果是滿足我們預期的2000。
<?phprequire "vendor/autoload.php";$client = new PredisClient([ 'scheme' =>?'tcp', 'host'?=>?'127.0.0.1', 'port'?=>?6379,]);for?($i?=?0;?$i?incr("name"); $client->expire("name",?10800); usleep(10000);}
確實可行,效果還不錯,這里寫了個例子
<?phprequire "vendor/autoload.php";$client = new PredisClient([ 'scheme' =>?'tcp', 'host'?=>?'127.0.0.1', 'port'?=>?6379,]);class?RedisLock{?public?$objRedis?=?null; public?$timeout?=?3; /**?*?@desc?設置redis實例?*?*?@param?obj?object?|?redis實例?*/ public?function?__construct($obj) {?$this->objRedis?=?$obj; }?/**?*?@desc?獲取鎖鍵名?*/ public?function?getLockCacheKey($key) {?return?"lock_{$key}"; }?/**?*?@desc?獲取鎖?*?*?@param?key?string?|?要上鎖的鍵名?*?@param?timeout?int?|?上鎖時間?*/ public?function?getLock($key,?$timeout?=?NULL) {?$timeout?=?$timeout???$timeout?:?$this->timeout; $lockCacheKey?=?$this->getLockCacheKey($key); $expireAt?=?time()?+?$timeout; $isGet?=?(bool)$this->objRedis->setnx($lockCacheKey,?$expireAt); if?($isGet)?{?return?$expireAt; }?while?(1)?{?usleep(10); $time?=?time(); $oldExpire?=?$this->objRedis->get($lockCacheKey); if?($oldExpire?>=?$time)?{?continue; }?$newExpire?=?$time?+?$timeout; $expireAt?=?$this->objRedis->getset($lockCacheKey,?$newExpire); if?($oldExpire?!=?$expireAt)?{?continue; }?$isGet?=?$newExpire; break; }?return?$isGet; }?/**?*?@desc?釋放鎖?*?*?@param?key?string?|?加鎖的字段?*?@param?newExpire?int?|?加鎖的截止時間?*?*?@return?bool?|?是否釋放成功?*/ public?function?releaseLock($key,?$newExpire) {?$lockCacheKey?=?$this->getLockCacheKey($key); if?($newExpire?>=?time())?{?return?$this->objRedis->del($lockCacheKey); }?return?true; } }$start_time?=?microtime(true);$lock?=?new?RedisLock($client);$key?=?"name";for?($i?=?0;?$i?getLock($key); $num?=?$client->get($key); $num++; $client->set($key,?$num); $lock->releaseLock($key,?$newExpire);}$end_time?=?microtime(true);echo?"花費時間?:?".?($end_time?-?$start_time)?.?"n";
執行shell php setnx.php & php setnx.php&,最后會得到結果:
$?花費時間?:?4.3004920482635 [2]?+?72356?done?php?setnx.php#?root?@?ritoyan-virtual-pc?in?~/PHP/redis-high-concurrency?[20:23:41]?$?花費時間?:?4.4319710731506 [1]?+?72355?done?php?setnx.php
同樣循環1w次,去掉usleep,使用incr直接進行增加,耗時在2s左右。
而獲取所得時候取消usleep,時間不但沒減少,反而增加了,這個usleep的設置要合理,免得進程做無用的循環
總結
簡單的總結下,其實redis本事是不會存在并發問題的,因為他是單進程的,再多的command都是one by one執行的。我們使用的時候,可能會出現并發問題,比如get和set這一對。