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利用Redis靈活掌握三種鎖機(jī)制
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在高并發(fā)場(chǎng)景下，鎖機(jī)制是必不可少的。Redis作為一個(gè)高性能的內(nèi)存數(shù)據(jù)庫(kù)，具有極佳的性能表現(xiàn)，很適合作為分布式鎖的解決方案之一。在本文中，我們將介紹利用Redis實(shí)現(xiàn)三種常見(jiàn)的分布式鎖機(jī)制。
1. 基于SETNX指令實(shí)現(xiàn)的分布式鎖
SETNX是Redis的一個(gè)原子操作，可以保證只有一個(gè)客戶端能夠成功的調(diào)用SETNX方法并獲得鎖，其他客戶端則會(huì)失敗。使用SETNX步驟如下：
1. 先判斷是否可以獲得鎖。
2. 如果可以獲得鎖，就執(zhí)行相關(guān)業(yè)務(wù)。
3. 釋放鎖。
代碼示例：
def acquire_lock(conn, lock_name, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
# 產(chǎn)生一個(gè)唯一的隨機(jī)值，用作鎖的標(biāo)識(shí)符
identifier = str(uuid.uuid4())
# 鎖的重試次數(shù)
lock_retries = int(acquire_timeout / 0.1)
lock_timeout = int(lock_timeout)
# 循環(huán)嘗試獲得鎖
while lock_retries > 0:
if conn.setnx(lock_name, identifier):
# 設(shè)置鎖的過(guò)期時(shí)間
conn.expire(lock_name, lock_timeout)
return identifier
elif not conn.ttl(lock_name):
conn.expire(lock_name, lock_timeout)
time.sleep(0.1)
lock_retries -= 1
return False
2. 基于RedLock算法實(shí)現(xiàn)的分布式鎖
使用RedLock算法可以保證多個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)上的鎖實(shí)現(xiàn)原子性。RedLock算法的基本思路是首先在每個(gè)Redis節(jié)點(diǎn)上請(qǐng)求鎖，然后判斷是否大部分的Redis節(jié)點(diǎn)都請(qǐng)求到了鎖，最后取得鎖的節(jié)點(diǎn)會(huì)將其它節(jié)點(diǎn)上的鎖釋放掉，確保整個(gè)加鎖過(guò)程的原子性。
代碼示例：
from redis import Redis
from redis.exceptions import ConnectionError
import time
def redlock(conn, lock_name, acquire_timeout=10, lock_timeout=10, retry_times=5):
redis_list = [
Redis(host='localhost', port=6380, db=0),
Redis(host='localhost', port=6381, db=0),
Redis(host='localhost', port=6382, db=0),
Redis(host='localhost', port=6383, db=0),
Redis(host='localhost', port=6384, db=0),
Redis(host='localhost', port=6385, db=0),
]
lock_retries = int(acquire_timeout / 0.1)
lock_timeout = int(lock_timeout)
delay = 0.01 + int(time.time() * 1000) % 10 / 1000
while lock_retries > 0:
n = 0
for redis_conn in redis_list:
try:
if redis_conn.set(lock_name, '1', ex=lock_timeout, nx=True):
n += 1
except ConnectionError:
pass
if n > len(redis_list) / 2:
return True
time.sleep(delay)
lock_retries -= 1
for redis_conn in redis_list:
try:
if redis_conn.get(lock_name) == '1':
redis_conn.delete(lock_name)
except ConnectionError:
pass
return False
3. 基于Semaphore信號(hào)量實(shí)現(xiàn)的分布式鎖
Semaphore是Redis提供的一種計(jì)數(shù)器，可以通過(guò)P操作和V操作來(lái)減小或增加計(jì)數(shù)器的值。利用Semaphore對(duì)鎖的計(jì)數(shù)可以進(jìn)行粒度控制，從而發(fā)揮互斥的作用。
代碼示例：
def acquire_semaphore(conn, sem_name, sem_limit, acquire_timeout=10):
identifier = str(uuid.uuid4())
now_time = time.time()
pipeline = conn.pipeline(True)
pipeline.zremrangebyscore(sem_name, '-inf', now_time - acquire_timeout)
pipeline.zadd(sem_name, {identifier: now_time})
pipeline.zrank(sem_name, identifier)
if pipeline.execute()[-1]
return identifier
conn.zrem(sem_name, identifier)
return False
總結(jié)：
本文介紹了利用Redis實(shí)現(xiàn)三種常見(jiàn)的分布式鎖機(jī)制：基于SETNX指令實(shí)現(xiàn)的分布式鎖、基于RedLock算法實(shí)現(xiàn)的分布式鎖和基于Semaphore信號(hào)量實(shí)現(xiàn)的分布式鎖。在實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景中，需要根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的鎖機(jī)制，將鎖設(shè)計(jì)得合理并發(fā)揮其應(yīng)有的互斥作用，才能更好地應(yīng)對(duì)高并發(fā)帶來(lái)的問(wèn)題。
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網(wǎng)站名稱：利用Redis靈活掌握三種鎖機(jī)制（redis的三種鎖）
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