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浅谈Redis如何应对并发访问
来源:jb51  时间:2022/8/1 15:09:10  对本文有异议

前言

项目中经常会遇到这种场景,我们需要先将Redis数据读取到本地,然后进行修改,修改完成后在将数据写回Redis,这种读取-修改-写回操作,我们称之为RMW操作。当有多个客户端对同一份数据执行RMW操作的话,Redis如何保证RMW操作涉及的代码以原子性方式执行?

原子性操作

Redis的原子性操作是一种无锁操作,即可以保证并发控制,还能减少系统对并发性能的影响,

单命令模式

把Redis多个操作实现成一个操作,即为单命令模式。

Redis提供了INCR/DECR命令,可以对数据进行增值/减值操作,而且它们本身就是单个命令操作,Redis单线程模式,执行命令时具有互斥性。

示例说明

  1. public Long getIncrNumber(String key,long alive)
  2. {
  3. RedisAtomicLong entityIdCounter = new RedisAtomicLong(key, redisTemplate.getConnectionFactory());
  4. Long incrNum = entityIdCounter.getAndIncrement();
  5. if (null == incrNum || incrNum.longValue()==0)
  6. {
  7. entityIdCounter.expire(alive,TimeUnit.MILLISECONDS);
  8. incrNum = entityIdCounter.getAndIncrement();
  9. }
  10. return incrNum;
  11. }

说明:采用Reids的INCR命令,如果不存在的key则设置过期时间,如果key存在则进行递增操作返回。所以如果我们执行RMW操作进行相关的递增或者递减操作时,Redis提供的INCR和DECY命令可以保证并发控制。

多命令模式

当我们不是执行简单的加加减减操作,而是更加复杂的逻辑判断或者其他操作时,Redis是无法保证原子性,所以需要将多个操作写到一个Lua脚本中,Redis会把Lua脚本作为一个整体执行,在执行过程中不会被其他命令打断,从而保证了操作的原子性。

lua简介

Lua是一种轻量小巧的脚本语言,用标准C语言编写并以源代码形式开放, 其设计目的是为了嵌入应用程序中,从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

示例说明

接口进行限流操作,同一用户3秒内不能重复访问,我们可以通过lua脚本来实现。

  1. local key = KEYS[1]
  2. local count = tonumber(ARGV[1])
  3. local time = tonumber(ARGV[2])
  4. local current = redis.call('get', key)
  5. if current and tonumber(current) > count then
  6. return tonumber(current)
  7. end
  8. current = redis.call('incr', key)
  9. if tonumber(current) == 1 then
  10. redis.call('expire', key, time)
  11. end
  12. return tonumber(current)

说明:key、count、time为三个传入参数,分别代表Redis的key、次数和过期时间。通过get获取key对应的值,获取的值为时间内访问接口的次数,如果为第一次访问则返回的为null,此时需要对当前key进行自增1操作,如果返回为数字,则需要判断返回的数字是否已经超过了cout值,如果超过说明已经超过限流了,直接返回。

建议

  • 1.编写lua脚本不要进行复杂耗时的计算逻辑,否则执行lua时间过长,会导致Redis主线程阻塞。
  • 2.lua脚本尽量简单,不要把所有的操作都放入到lua脚本中执行,这样会导致Redis执行脚本的时间增加,同时也会降低Redis的并发性能。

事务

关于事务保证原子性,采用的watch命令其原理和乐观锁的实现原理类似,详情可以参考juejin.cn/post/712582… 文章,本文就不在具体阐述。

加锁

关于Redis的分布式锁的实现,后续的章节进行详情说明。高并发环境下加锁虽然能够保证正确性,但是也会带来其他的问题:

  • 加锁操作过多会降低系统的并发访问性能
  • Redis客户端要加锁,需要使用分布式锁,而分布式锁实现复杂,增加复杂度。

总结

本文讲解了针对并发访问Redis如何保证原子性操作,针对不同的业务场景,选择合适的方案,更多相关Redis 并发访问内容请搜索w3xue以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持w3xue!

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