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Redis實(shí)現(xiàn)互斥鎖：簡(jiǎn)單實(shí)用
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在高并發(fā)場(chǎng)景下，互斥鎖是保證數(shù)據(jù)安全性的基本工具，而 Redis 的單線程、高并發(fā)、內(nèi)存存儲(chǔ)等特性，使它成為實(shí)現(xiàn)互斥鎖的理想選擇。Redis 的互斥鎖主要有兩種實(shí)現(xiàn)方式：基于 SETNX 命令和基于 Lua 腳本。本文將詳細(xì)介紹它們的實(shí)現(xiàn)原理和使用方法，并附帶示例代碼，方便讀者理解和實(shí)踐。
一、基于 SETNX 命令的互斥鎖實(shí)現(xiàn)
SETNX 命令的作用是設(shè)置一個(gè) KEY 的值，如果 key 不存在，則設(shè)置成功；如果 key 已存在，則設(shè)置失敗。因此，我們可以利用 SETNX 命令來(lái)實(shí)現(xiàn)互斥鎖的加鎖和解鎖操作。
下面是一個(gè)基于 SETNX 命令的互斥鎖實(shí)現(xiàn)的示例代碼：
“`python
import redis
import time
class RedisLock(object):
def __init__(self, redis_CONN, key, expire=5):
self.redis_conn = redis_conn
self.key = key
self.expire = expire
def __enter__(self):
while True:
lock = self.redis_conn.setnx(self.key, time.time() + self.expire)
if lock:
return True
elif self.redis_conn.ttl(self.key) == -1:
self.redis_conn.expire(self.key, self.expire)
time.sleep(0.1)
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
self.redis_conn.delete(self.key)
這個(gè)代碼定義了一個(gè) RedisLock 類(lèi)，它有三個(gè)參數(shù)：redis_conn 表示 Redis 連接對(duì)象，key 表示互斥鎖的名字，expire 表示鎖的過(guò)期時(shí)間，單位為秒，默認(rèn)為 5 秒。
__enter__ 方法實(shí)現(xiàn)了加鎖操作，它不斷嘗試執(zhí)行 setnx 命令，如果成功則表示加鎖成功，返回 True；如果失敗，則通過(guò) ttl 命令檢查該 key 的過(guò)期時(shí)間，如果過(guò)期時(shí)間為 -1（表示該 key 不存在或已被刪除），則重新設(shè)置過(guò)期時(shí)間并繼續(xù)等待；如果過(guò)期時(shí)間大于 0（表示該 key 還存在一段存活時(shí)間），則等待 0.1 秒再重試加鎖。
__exit__ 方法實(shí)現(xiàn)了解鎖操作，它直接執(zhí)行 delete 命令刪除該 key。
使用這個(gè)互斥鎖非常簡(jiǎn)單，只需如下代碼即可：
```python
conn = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
with RedisLock(conn, 'my_lock'):
# critical section
這里創(chuàng)建了一個(gè) Redis 連接對(duì)象 conn，并創(chuàng)建了一個(gè)名為 my_lock 的互斥鎖，然后通過(guò) with 語(yǔ)句執(zhí)行加鎖和解鎖操作。在 with 語(yǔ)句塊內(nèi)部即為臨界區(qū)，只有一個(gè)線程可進(jìn)入執(zhí)行，從而保證了數(shù)據(jù)的安全性。
二、基于 Lua 腳本的互斥鎖實(shí)現(xiàn)
Lua 腳本是 Redis 強(qiáng)大的擴(kuò)展功能之一。我們可以利用 Lua 腳本實(shí)現(xiàn)比 SETNX 命令更為復(fù)雜的互斥鎖算法，例如 Redlock、Redisson 等。下面是一個(gè)簡(jiǎn)單的基于 Lua 腳本的互斥鎖實(shí)現(xiàn)的示例代碼：
“`python
import redis
import time
class RedisLock(object):
def __init__(self, redis_conn, key, expire=5):
self.redis_conn = redis_conn
self.key = key
self.expire = expire
def __enter__(self):
while True:
lock = self.redis_conn.eval(“””
if redis.call(‘exists’, KEYS[1]) == 0 then
redis.call(‘setex’, KEYS[1], ARGV[1], ARGV[2])
return 1
end
“””, 1, self.key, self.expire)
if lock:
return True
time.sleep(0.1)
def __exit__(self, exc_type, exc_val, exc_tb):
self.redis_conn.delete(self.key)
這個(gè)代碼與前面的代碼類(lèi)似，除了加鎖操作部分，它使用 Redis 的 eval 命令執(zhí)行一個(gè) Lua 腳本。這個(gè)腳本首先檢查該 key 是否存在，如果不存在，則使用 setex 命令設(shè)置該 key 的值和過(guò)期時(shí)間，并返回 1 表示加鎖成功；否則返回 nil 表示加鎖失敗。eval 命令有三個(gè)參數(shù)：第一個(gè)參數(shù)是 Lua 腳本，第二個(gè)參數(shù)是腳本中引用的 key 的數(shù)量，第三個(gè)參數(shù)是腳本中引用的值的數(shù)量。
使用這個(gè)互斥鎖也非常簡(jiǎn)單，只需如下代碼即可：
```python
conn = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
with RedisLock(conn, 'my_lock'):
# critical section
同樣是創(chuàng)建一個(gè) Redis 連接對(duì)象 conn，并創(chuàng)建一個(gè)名為 my_lock 的互斥鎖，然后通過(guò) with 語(yǔ)句塊執(zhí)行加鎖和解鎖操作。
三、總結(jié)
Redis 實(shí)現(xiàn)互斥鎖有多種方式，本文介紹了兩種比較常用、簡(jiǎn)單、實(shí)用的方式：基于 SETNX 命令和基于 Lua 腳本。它們都基于 Redis 的單線程、高并發(fā)、內(nèi)存存儲(chǔ)等特性，實(shí)現(xiàn)了互斥鎖的加鎖和解鎖操作。讀者可以根據(jù)自己的實(shí)際需求選擇適合自己的方式，并根據(jù)示例代碼進(jìn)行實(shí)踐。
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網(wǎng)頁(yè)標(biāo)題：Redis實(shí)現(xiàn)互斥鎖簡(jiǎn)單實(shí)用（redis的互斥鎖）
標(biāo)題URL：http://www.dlmjj.cn/article/copschd.html
