1.redis高并發的問題
Redis緩存的高性能有目共睹,應用的場景也是非常廣泛,但是在高并發的場景下,也會出現問題:緩存擊穿、緩存雪崩、緩存和數據一致性,以及今天要談到的緩存并發競爭。
這里的并發指的是多個redis的client同時set key引起的并發問題。
2.出現并發設置Key的原因
Redis是一種單線程機制的nosql數據庫,基于key-value,數據可持久化落盤。由于單線程所以Redis本身并沒有鎖的概念,多個客戶端連接并不存在競爭關系,但是利用jedis等客戶端對Redis進行并發訪問時會出現問題。
比如:同時有多個子系統去set一個key。這個時候要注意什么呢?
3.舉一個例子
多客戶端同時并發寫一個key,一個key的值是1,本來按順序修改為2,3,4,最后是4,但是順序變成了4,3,2,最后變成了2。
如何解決redis的并發競爭key問題呢?下面給到2個Redis并發競爭的解決方案。
第一種方案:分布式鎖+時間戳
1.整體技術方案
這種情況,主要是準備一個分布式鎖,大家去搶鎖,搶到鎖就做set操作。
加鎖的目的實際上就是把并行讀寫改成串行讀寫的方式,從而來避免資源競爭。
2.Redis分布式鎖的實現
主要用到的redis函數是setnx()
用SETNX實現分布式鎖
利用SETNX非常簡單地實現分布式鎖。例如:某客戶端要獲得一個名字youzhi的鎖,客戶端使用下面的命令進行獲取:
SETNX lock.youzhi<current Unix time + lock timeout + 1>
- 如返回1,則該客戶端獲得鎖,把lock.youzhi的鍵值設置為時間值表示該鍵已被鎖定,該客戶端最后可以通過DEL lock.foo來釋放該鎖。如返回0,表明該鎖已被其他客戶端取得,這時我們可以先返回或進行重試等對方完成或等待鎖超時。
2.時間戳
由于上面舉的例子,要求key的操作需要順序執行,所以需要保存一個時間戳判斷set順序。
系統A key 1 {ValueA 7:00}
系統B key 1 { ValueB 7:05}
假設系統B先搶到鎖,將key1設置為{ValueB 7:05}。接下來系統A搶到鎖,發現自己的key1的時間戳早于緩存中的時間戳(7:00<7:05),那就不做set操作了。
3.什么是分布式鎖
因為傳統的加鎖的做法(如JAVA的synchronized和Lock)這里沒用,只適合單點。因為這是分布式環境,需要的是分布式鎖。
當然,分布式鎖可以基于很多種方式實現,比如zookeeper、redis等,不管哪種方式實現,基本原理是不變的:用一個狀態值表示鎖,對鎖的占用和釋放通過狀態值來標識。
第二種方案:利用消息隊列
在并發量過大的情況下,可以通過消息中間件進行處理,把并行讀寫進行串行化。
把Redis.set操作放在隊列中使其串行化,必須的一個一個執行。
這種方式在一些高并發的場景中算是一種通用的解決方案。
以上就是Redis并發競爭key技術方案詳解,相關的Redis高并發問題具體還可以參考:
redis系列:如何解決Redis雪崩、穿透、并發等5大難題
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