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Redis線程安全之過期處理
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Redis是一種基于內(nèi)存的鍵值存儲數(shù)據(jù)庫。它提供了高性能、可橫向擴(kuò)展的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)服務(wù)器。Redis擁有很多優(yōu)秀的特性，其中之一是過期時間。過期時間是指鍵值的生存周期，Redis可以自動刪除過期的鍵值。在這篇文章中，我們將討論Redis線程安全中如何處理過期鍵值。
Redis的過期實(shí)現(xiàn)機(jī)制
Redis內(nèi)部對鍵值的過期時間進(jìn)行了處理，當(dāng)過期時間到達(dá)后，Redis會將其對應(yīng)的鍵值刪除。這個過期操作是在Redis的后臺線程中執(zhí)行的，也就是說，在Redis的主線程中執(zhí)行寫入操作，過期的操作則是由Redis的后臺線程執(zhí)行。
Redis中過期的實(shí)現(xiàn)基于惰性和精度兩種策略。惰性策略是指直到訪問或者嘗試獲取某個鍵值的時候Redis才會檢查它的過期時間是否已到期。這個過程會增加一些延遲，因為Redis需要檢查每個鍵的過期時間。而精度策略則是通過周期性地掃描過期鍵來刪除它們。這個過程會使Redis保持高精度，但是增加了Redis對CPU的占用。
Redis的過期實(shí)現(xiàn)是線程安全的，因為Redis使用異步I/O模型。Redis的主線程只負(fù)責(zé)處理寫入操作，而過期操作是在后臺線程中執(zhí)行。這樣做的好處是避免了并發(fā)寫入和過期操作之間的競爭。
過期操作可能會產(chǎn)生資源競爭，因此我們需要擴(kuò)展Redis的過期操作以確保其線程安全。
實(shí)現(xiàn)Redis的線程安全
建立Redis的線程安全解決方案的方法如下：
1.使用Mutex作為互斥鎖
我們可以使用互斥鎖或者信號量來解決Redis的線程安全問題。下面的代碼演示了如何使用互斥鎖來保證過期操作的線程安全。
“`c
#include “redis.h”
#include “thread_pool.h”
#include
static pthread_mutex_t lock;
void lock()
{
pthread_mutex_lock(&lock);
}
void unlock()
{
pthread_mutex_unlock(&lock);
}
static int expired_KEY_task(organizerEventLoop *eventLoop, long long id, void *clientData)
{
lock();
char *key = (char *) clientData;
selectDb(0);
delKey(key, strlen(key));
unlock();
zfree(key);
return 0;
}
/* 添加過期時間的key */
static void addExpire(organizerDb *db, robj *key, robj *val)
{
/* 創(chuàng)建timer */
organizerTimeEvent *timeEvent = organizerCreateTimeEvent(msNow() + INT_TO_LONG(val->ptr), expired_key_task, sdsdup(key->ptr), NULL, NULL);
organizerAddTimeEvent(db->eventLoop, timeEvent->id, timeEvent);
}
/* 通過各種途徑使key失效 */
static void expireIfNeeded(organizerDb *db, robj *key)
{
if (!getKey(key))
{
return;
}
if (!db->expireEnabled)
{
return;
}
if (keyIsExpired(db, key))
{
/* 固定票據(jù) */
signalKeyAsExpired(db, key);
}
}
void redisOrganizerInit(int argc, char **argv)
{
pthread_mutex_init(&lock, NULL);
}
在上面的代碼中，我們使用了互斥鎖來確保過期操作的線程安全。這里使用了pthread_mutex_t結(jié)構(gòu)體定義鎖。為了避免競爭，我們在鎖定的代碼中使用selectDb和delKey函數(shù)來執(zhí)行過期操作。
2.使用線程池
另一種解決Redis線程安全的方法是使用線程池。在Redis中，我們可以使用線程池來處理長時間運(yùn)行的操作，例如清理過期鍵。線程池的好處是它可以在多個線程之間平衡負(fù)載，從而保證Redis的更好性能。
下面的代碼演示了如何使用線程池來清理過期鍵。
```c
#include "redis.h"
#include "thread_pool.h"
void clear_expired_key(char *key)
{
selectDb(0);
delKey(key, strlen(key));
}
/* 添加到析構(gòu)線程池 */
static void add_to_cleanup_thread_pool(char *key)
{
thread_pool_add_task(cleanup_thread_pool, clear_expired_key, key, 0);
}
/* 添加過期時間的key */
static void addExpire(organizerDb *db, robj *key, robj *val)
{
/* 創(chuàng)建timer */
organizerTimeEvent *timeEvent = organizerCreateTimeEvent(msNow() + INT_TO_LONG(val->ptr), expired_key_task, sdsdup(key->ptr), NULL, NULL);
organizerAddTimeEvent(db->eventLoop, timeEvent->id, timeEvent);
add_to_cleanup_thread_pool(sdsdup(key->ptr));
}
/* 通過各種途徑使key失效 */
static void expireIfNeeded(organizerDb *db, robj *key)
{
if (!getKey(key))
{
return;
}
if (!db->expireEnabled)
{
return;
}
if (keyIsExpired(db, key))
{
/* 固定票據(jù) */
signalKeyAsExpired(db, key);
/* 添加到析構(gòu)線程池 */
add_to_cleanup_thread_pool(sdsdup(key->ptr));
}
}
void redisOrganizerInit(int argc, char **argv)
{
/* 初始化析構(gòu)線程池 */
init_thread_pool(cleanup_thread_pool, 4);
}
在上面的代碼中，我們使用了線程池來清理過期鍵。我們將需要清理的key添加到清理線程池中，由線程池負(fù)責(zé)清理過期鍵。這種做法比互斥鎖更為高效。
總結(jié)
過期是Redis中一個很重要的特性。如果不及時刪除過期鍵，將會占用大量內(nèi)存。為了確保過期操作的線程安全，我們可以使用互斥鎖或者線程池。線程池是更好的選擇，因為它可以在多個線程之間平衡負(fù)載，從而保證Redis的更好性能。在Redis中，過期操作可以通過惰性或者精度策略來實(shí)現(xiàn)，但所有的實(shí)現(xiàn)都是線程安全的。
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