使用redis的比较完美的加锁解锁

使用redis的比较完美的加锁解锁

tags:redis read&write redis加锁和解锁 php

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习惯性说一下写这篇文章要说明什么，咱们常常用redis进行加锁操做，目的是为了解决并发可能带来的问题。可是使用redis加锁的方式有多种，本文对常见的几种方式进行解析，并提供一种相对完美的方案。

read & write 问题

这是一个经典问题，请看代码：

//redis中的某个键自增
    $val = $this->redis->get($key);
    $val ++;
    $this->redis->set($val);

这段代码逻辑没有问题，就是先读取数据，再修改数据，在写回修改，这里是但愿每次访问都递增变量$val的值，但在并发状况下，存在状况是两个进程都读取到了同样的初始值，而后都加1，最后写回Redis，这种状况就会统计数据比实际的少。这个问题应该有许多人遇到过，思考过怎么解决这类问题。这里给出一个统一的解决方案，就是尽可能保证操做的原子性，好比能够用redis的incr命令来实现自增（能够认为redis的命令是原子的）。

加锁

由上面的问题再进一步，来探讨一个你们经常使用的，为一个操做进行加锁。

问题场景以下：有一个商品，每一个用户均可以去修改商品信息。假设用户id分别为6和8的用户对id为123的商品进行操做。

错误示例1

$key = '123';
    $val = $this->redis->get($key);
    if(!$val){
        $this->redis->set($key,'123');
        $this->redis->expire($key,'4');
        /**此处修改商品信息操做
                ******
        **/
        $this->redis->del($key);
    }else{
        echo '错误提示';
    }

上面这个错误示例，
错误点1：set和expire是分开写的，若是说程序执行中再执行了set()后出现崩溃，则这个就变成了永久锁（虽然这是个小几率事件）。

错误点2：这个商品中设置的key是商品id，val也是商品id，不少人认为只有一个key就能够了，val是什么无所谓。这就缺乏了锁的标识，没法判断这个锁的拥有者是谁，从而会带来一系列影响以下。

1. 用户1进程获取key对应的val，发现没有锁，因此调用了set，可能在set前，另外一个用户2的进程也发现没有这个锁，也进行set，就形成了两个进程都认为本身获取到了锁的状况，
2. 而后继续，若是1用户的进程执行完了操做，删除了key，用户2进程未执行完毕，此时因为没法识别是不是本身加的锁，就删除了key，这时再有新的进程进入，检查不到锁，能够当即执行，则有可能和用户2的修改冲突。

针对错误1和错误2的第1点，咱们只须要去除read & write模式就能够解决，解决方案为

//同时设置val和过时时间，并使用setnx
    $status = $this->redis->setnx($key,$val,$expireTime);
    if($status){
         /**此处修改商品信息操做
                ******
        **/
        $this->redis->del($key);
    }else{
        echo '错误提示';
    }

setnx，能够在设置时检查是否存在锁不存在则设置并返回1，若是存在不覆盖并返回0。

针对错误2第2点，咱们须要为每一个进程设置一个独立的本身能够识别的val，若是一个用户只能开一个进程，这个val能够为用户id，若是一个用户能够设置多个进程，那么必须按照实际车状况采用其余方式来区分，这里咱们以用户id为例，而且在删除的时候只能删除本身的锁。那么这里问题又出现了,若是咱们写成这样：

//同时设置val和过时时间，并使用setnx
    $userId = 2;
    $status = $this->redis->setnx($key,$userId,$expireTime);
    if($status){
         /**此处修改商品信息操做
                ******
        **/
        if($this->redis->get($key) == $userId){
            $this->redis->del($key);
        }
        
    }else{
        echo '错误提示';
    }

这种状况看似没有什么问题，其实否则，你们注意我再设置所得时候，设置了一个过时时间，假如这个时间设置的是4秒，那么若是进程A执行到删除前一刻一不当心超过了4秒，那么这个锁就自动消失了。而另外一个进程B查到没有锁，就加了一把本身的锁，此时进程A执行删除，就把B的锁给删除了（极小几率事件）。

这里解决方案有两种

1. 设置比较长的expire时间，弊端：设置的太长，占用内存时间长，设置的过短不能彻底解决问题。（可能有人会想不设置过时时间就能够，那么回到最初的错误点，若是程序设置了锁后崩溃了就变成了永久的锁。）
2. 把对比和删除弄成一个原子操做，这里呢找到了一个方法，就是用redis的eval，把语句变成原子操做。注意redis用的是lua语法，我也是新学的

//同时设置val和过时时间，并使用setnx
    $userId = 2;
    $status = $this->redis->setnx($key,$userId,$expireTime);
    if($status){
         /**此处修改商品信息操做
                ******
        **/
        //由于写这个博客的机器没有装redis，因此没有验证这个语法对不对。请你们见谅
         $script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('del', KEYS[1]) else return 0 end";
        $result = $this->redis->eval(script,array($key,$val),1);
        if ($result) {
            return true;
        }

    }else{
        echo '错误提示';
    }

这里就把两个操做变成了一个原子操做。解决的加锁和解锁可能出现的问题。

咱们来讲一些题外话拓展：在进程有可能出现冲突的地方，通常咱们叫作临界区（操做系统中也有这个概念，是经过另外一种叫作PV信号量的方式来解决的，其实能够理解为组织等待进程队列，P操做不能获取到资源使用权的则进入等待队列，等待V操做释放资源后，检查是否有等待队列，进行进程释放。固然PV操做也是原子性的。因此说解决类似问题的办法也有必定的类似性）。

欢迎你们评论补充   ---  vinter_he