redis同時問題(setnx事例)

6853 ワード

redisでの同時問題
キャッシュとしてredisを使用して久しいが、redisは単一スレッドで実行されており、コマンドは次から次へと実行されており、同時実行の問題はないと思っていたが、今日になって関連資料を見て、やっと悟った~~
具体的な質問の例
ボタンがあり、名前がmyNumで、アラビア数字が保存されていると仮定し、現在値が1であると仮定し、myNumを複数の接続で操作する場合があり、このときに併発する問題がある.2つの接続linkAとlinkBがあると仮定します.この2つの接続は、次の操作を実行し、myNumの値を取り出し、+1してから保存し、次のインタラクションを見てください.

linkA get myNum => 1
linkB get myNum => 1
linkA set muNum => 2
linkB set myNum => 2

操作が完了すると、結果は2になる可能性があります.これは私たちが予想した3と一致しません.具体的な例を見てみましょう

 'tcp',
    'host' => '127.0.0.1',
    'port' => 6379,
]);

for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
    $num = intval($client->get("name"));
    $num = $num + 1;
    $client->setex("name", $num, 10080);
    usleep(10000);
}

nameの初期値を0に設定し、同時に2つの端末で上記のプログラムを実行します.最後のnameの値は2000ではなく、<2000未満の値である可能性があります.これは、上記の同時問題の存在を証明しています.これはどのように解決すればいいのでしょうか.
redis内のトランザクション
redisにもトランザクションがありますが、このトランザクションはmysqlの完璧さはなく、一貫性と隔離性だけを保証し、原子性と持続性を満たしていません.redisトランザクションmulti、execコマンドの使用
原子的には、redisはトランザクション内のすべてのコマンドを1回実行し、実行に失敗してもロールバックしません.kill信号、シンクホストのダウンタイムなどはトランザクションの実行に失敗し、redisは再試行やロールバックを行わない.
永続性、redisトランザクションの永続性はredisが使用する永続化モードに依存し、残念ながら様々な永続化モードも永続化されていません.
独立性、redisは単一スレッドであり、トランザクションを開くと、execコマンドに遭遇するまで、現在接続されているすべてのコマンドが実行され、他の接続のコマンドが処理されます.
一致性は、ドキュメントを見て、とても面白いと思いますが、問題はないようです.
redisのトランザクションは原子性をサポートしていないので、上記の問題は解決できません.
もちろんredisにはwatchコマンドがあります.このコマンドはこの問題を解決することができます.次の例を見て、1つのキーに対してwatchを実行し、トランザクションを実行します.watchの存在によって、彼はキーaを監視します.aが修正されると、後のトランザクションは実行に失敗します.これにより、複数の接続が同時に来て、aを監視しています.1つだけが実行に成功し、他は失敗に戻ります.

127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> watch a
OK
127.0.0.1:6379> multi 
OK
127.0.0.1:6379> incr a
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 2
127.0.0.1:6379> get a
"2"

失敗した場合の例は、最後に示すように、testの値が他の接続によって変更されました.

127.0.0.1:6379> set test 1
OK
127.0.0.1:6379> watch test
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incrby test 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil)
127.0.0.1:6379> get test
"100"

私の問題はどのように解決しますか?
redisではコマンドは原子性を満たすので、値がアラビア数字の場合、getとsetのコマンドをincrまたはincrbyに変更してこの問題を解決することができます.次のコードは2つの端末を開いて同時に実行し、結果は私たちが予想していた2000を満たすことになります.

 'tcp',
    'host'   => '127.0.0.1',
    'port'   => 6379,
]);

for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
    $client->incr("name");
    $client->expire("name", 10800);
    usleep(10000);
}

ここでいうredisコマンドの原子性とは、単一のredisコマンドに対して、複数のredisがコマンドを操作する場合、同時発生すると変数値に問題が生じる可能性があることです.この場合、複数のredisコマンドをトランザクションに挿入し、watchリスニングをある程度追加できます.redisのトランザクション・オペレーションでは、完全なデータ整合性が保証されないためです.
以下の例は、1つの原子間コマンド操作によりフロー全体の制御setnxを制限するものである.

 'tcp',
    'host'   => '127.0.0.1',
    'port'   => 6379,
]);

class RedisLock
{
    public $objRedis = null;
    public $timeout = 3;
    /**
     * @desc   redis  
     *
     * @param obj object | redis  
     */
    public function __construct($obj)
    {
        $this->objRedis = $obj;
    }

    /**
     * @desc      
     */
    public function getLockCacheKey($key)
    {
        return "lock_{$key}";
    }

    /**
     * @desc    
     *
     * @param key string |       
     * @param timeout int |     
     */
    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    
     *
     * @param key string |      
     * @param newExpire int |        
     *
     * @return bool |       
     */
    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 < 10000; $i++) {
    $newExpire = $lock->getLock($key);
    $num = $client->get($key);
    $num++;
    $client->set($key, $num);
    $lock->releaseLock($key, $newExpire);
}
$end_time = microtime(true);

echo "     ： ". ($end_time - $start_time) . "
";

ロック1)setnx(lockkey、現在時間+期限切れタイムアウト時間)を使用して、1を返すとロックが成功します.0を返すとロックが取得されず、2に移行します.2.)get(lockkey)は値oldExpireTimeを取得し、このvalue値を現在のシステム時間と比較し、現在のシステム時間より小さい場合、このロックがタイムアウトしていると判断し、他のリクエストの再取得を許可し、3に移行することができる.3.)newExpireTime=現在時刻+期限切れタイムアウト時間を計算し、getset(lockkey,newExpireTime)は現在のlockkeyの値currentExpireTimeを返します.4.)currentExpireTimeとoldExpireTimeが等しいかどうかを判断し、等しい場合は、現在のgetset設定が成功したことを示し、ロックが取得され、新しい設定の有効期限が返される.等しくない場合、このロックがまた別のリクエストによって取得されたことを示す場合、現在のリクエストは直接失敗に戻るか、再試行を続けることができます.5)ロックを取得した後、現在のスレッドは自己増加操作を開始することができ、処理が完了した後、自分の処理時間とロック設定に対するタイムアウト時間を比較し、ロック設定のタイムアウト時間より小さい場合、delete解放ロックを直接実行する.ロック設定のタイムアウト時間よりも大きい場合は、タイムアウトしたことを示すため、ロックを処理する必要はありません.そうしないと、他の人が取得したロックを削除します.
php setnxを実行する.phpまたはphp setnx.php&、最後に結果が得られます.

$      ： 4.3004920482635
[2]  + 72356 done       php setnx.php
# root @ ritoyan-virtual-pc in ~/PHP/redis-high-concurrency [20:23:41] 
$      ： 4.4319710731506
[1]  + 72355 done       php setnx.php

同様に1 w回循環し,usleepを除去し,incrを用いて直接増加し,2 s程度の時間を費やした.ロックを取得するときにusleepをキャンセルすると、時間が減るどころか、このusleepの設定は合理的で、プロセスが無駄な循環をしないようにしなければなりません.
まとめ
こんなにたくさん見て、簡単にまとめると、redis自体には同時問題はありません.彼は単一スレッドなので、command以上はone by oneで実行されています.私たちが使用する場合、getとsetのペアなどの同時問題が発生する可能性があります.

Redis分散ロックについて

Macosインストールredis