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为什么要使用redis(redis分布式)

时间:2023-05-03 23:40:01 阅读:101377 作者:4245

面试问题

Redis锁的到期时间如果小于业务的执行时间怎么续费?

问题分析

首先,如果你正确使用了Redis的分布式锁,并且阅读了相应的官方文档,这个问题就这么简单。我们来看看。

很多学生使用分布式锁时,直接通过百度搜索找到一个Redis分布式锁工具类来使用。事实上,Redis分布式锁的正确姿势是使用redisson作为客户端工具。

怎么回答?

默认情况下,锁定时间为30秒。如果锁定业务没有完成,那么到30-10=20秒,锁将被更新一次,锁将被重置为30秒。那么这个时候,有些同学可能又会问,业务机坏了怎么办?如果计划任务在停机后无法运行,则无法续订。自然,锁会在30秒后解锁。

Redisson分布式锁的基本原理

Redisson实现redis分布式锁的基本原理

1)锁定机构

让我们看看上面的图片。现在需要锁定一个客户端。如果客户端面对的是redis集群集群,他会先根据哈希节点选择一台机器。

注意这里,只需选择一台机器!这是至关重要的!

然后,一个lua脚本将被发送到redis。lua脚本如下:

为什么使用lua脚本?

因为很多复杂的业务逻辑可以封装在lua脚本中并发送到redis,以保证这个复杂业务逻辑执行的原子性。

那么,这个lua脚本是什么意思?

KEYS[1]代表您锁定的密钥,例如:

RLock lock=redison . getlock(' my lock ');

你在这里自己设定锁的钥匙是“我的锁”。

ARGV[1]表示锁钥匙的默认寿命,默认为30秒。

ARGV[2]表示锁定客户端的ID,类似于以下内容:

8743 C9 c0-0795-4907-87fd-6c 719 a6b 4586:1

向大家解释第一个if判断语句是用“exists myLock”命令来判断。如果您要锁定的锁钥匙不存在,您可以锁定它。

怎么锁?非常简单,使用以下命令:

hset myLock

8743 c9c 0-0795-4907-87fd-6c 719 a6b 4586:1 1

通过此命令设置哈希数据结构。执行此命令后,将出现类似以下内容的数据结构:

以上表示客户端“8743 C9 c 0-0795-4907-87FD-6c 719 a6 b 458633601”已完成锁定钥匙“myLock”。

然后,将执行“pexpire myLock 30000”命令,myLock的锁键寿命将设置为30秒。

好了,就这样。好了,锁定完成。

(2)锁定和互斥机制

那么此时,如果客户端2试图锁定并执行相同的lua脚本,会发生什么呢?

很简单,第一个if判断会执行“存在我的锁”,发现我的锁的锁键已经存在。

然后,第二个if判断确定myLock锁密钥的哈希数据结构是否包含客户端2的ID,但显然不是,因为它包含客户端1的ID。

因此,客户端2将获得pttl myLock返回的一个数字,该数字代表myLock的剩余寿命,即锁密钥。大概能活15000毫秒。

此时客户端2会进入一个while循环,不停的尝试加锁。

(3)watch dog自动延期机制

客户端1加锁的锁key默认生存时间才30秒,如果超过了30秒,客户端1还想一直持有这把锁,怎么办呢?

简单!只要客户端1一旦加锁成功,就会启动一个watch dog看门狗,他是一个后台线程,会每隔10秒检查一下,如果客户端1还持有锁key,那么就会不断的延长锁key的生存时间。

(4)可重入加锁机制

那如果客户端1都已经持有了这把锁了,结果可重入的加锁会怎么样呢?

比如下面这种代码:

这时我们来分析一下上面那段lua脚本。

第一个if判断肯定不成立,“exists myLock”会显示锁key已经存在了。

第二个if判断会成立,因为myLock的hash数据结构中包含的那个ID,就是客户端1的那个ID,也就是“8743c9c0-0795-4907-87fd-6c719a6b4586:1”

此时就会执行可重入加锁的逻辑,他会用:

incrby myLock

8743c9c0-0795-4907-87fd-6c71a6b4586:1 1

通过这个命令,对客户端1的加锁次数,累加1。

此时myLock数据结构变为下面这样:

大家看到了吧,那个myLock的hash数据结构中的那个客户端ID,就对应着加锁的次数

(5)释放锁机制

如果执行lock.unlock(),就可以释放分布式锁,此时的业务逻辑也是非常简单的。

其实说白了,就是每次都对myLock数据结构中的那个加锁次数减1。

如果发现加锁次数是0了,说明这个客户端已经不再持有锁了,此时就会用:

“del myLock”命令,从redis里删除这个key。

然后呢,另外的客户端2就可以尝试完成加锁了。

这就是所谓的分布式锁的开源Redisson框架的实现机制。

一般我们在生产系统中,可以用Redisson框架提供的这个类库来基于redis进行分布式锁的加锁与释放锁。

(6)上述Redis分布式锁的缺点

其实上面那种方案最大的问题,就是如果你对某个redis master实例,写入了myLock这种锁key的value,此时会异步复制给对应的master slave实例。

但是这个过程中一旦发生redis master宕机,主备切换,redis slave变为了redis master。

接着就会导致,客户端2来尝试加锁的时候,在新的redis master上完成了加锁,而客户端1也以为自己成功加了锁。

此时就会导致多个客户端对一个分布式锁完成了加锁。

这时系统在业务语义上一定会出现问题,导致各种脏数据的产生。

所以这个就是redis cluster,或者是redis master-slave架构的主从异步复制导致的redis分布式锁的最大缺陷:在redis master实例宕机的时候,可能导致多个客户端同时完成加锁。

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