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鎖定，等待Redis釋放
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在分布式應(yīng)用場(chǎng)景中，鎖定操作是非常常見的。鎖定可以用來(lái)控制并發(fā)訪問的資源，防止數(shù)據(jù)不一致或并發(fā)沖突等問題。而在分布式環(huán)境下，鎖定需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行同步，這就增加了鎖定的復(fù)雜度。
在這篇文章中，我們將介紹如何使用Redis來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式鎖定，并且當(dāng)鎖定被占用時(shí)如何等待Redis釋放。
Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖定
Redis可以作為分布式鎖定的實(shí)現(xiàn)平臺(tái)，因?yàn)镽edis提供了支持原子操作的命令。Redis的命令可以保證對(duì)于同一鍵值，在同一時(shí)刻只有一個(gè)客戶端能夠進(jìn)行操作，這樣就可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式鎖定。
使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖定的思路是，對(duì)于需要鎖定的資源，我們使用一個(gè)鍵作為資源的標(biāo)識(shí)。對(duì)于每個(gè)標(biāo)識(shí)，我們使用一個(gè)隨機(jī)字符串作為值，并且設(shè)置過期時(shí)間。當(dāng)客戶端需要訪問這個(gè)資源時(shí)，它首先嘗試獲取這個(gè)標(biāo)識(shí)的值。如果這個(gè)值不存在，或者已經(jīng)過期，就可以通過設(shè)置這個(gè)值為當(dāng)前客戶端的身份來(lái)獲取鎖定。如果這個(gè)值已經(jīng)存在，那么當(dāng)前客戶端就需要等待一段時(shí)間，然后重新嘗試獲取鎖定。
下面是一個(gè)基于Redis的分布式鎖定的Python實(shí)現(xiàn)：
“` python
import redis
import uuid
import time
class RedisLock(object):
def __init__(self, name, host=’localhost’, port=6379, timeout=10):
self.redis = redis.StrictRedis(host=host, port=port, db=0)
self.name = name
self.timeout = timeout
def acquire(self):
while True:
token = str(uuid.uuid4())
if self.redis.set(self.name, token, ex=self.timeout, nx=True):
return token
time.sleep(0.01)
def release(self, token):
if self.redis.get(self.name) == token:
self.redis.delete(self.name)
在上面的代碼中，RedisLock類提供了acquire和release方法來(lái)獲取和釋放鎖定。acquire方法的實(shí)現(xiàn)如下：
1. 我們使用uuid庫(kù)生成一個(gè)隨機(jī)的字符串作為token，以確保這個(gè)值在同一時(shí)刻只有一個(gè)客戶端可以獲得。
2. 接著，我們使用Redis的set命令來(lái)嘗試獲取標(biāo)識(shí)的值。set命令帶有nx=True選項(xiàng)來(lái)確保只有當(dāng)這個(gè)值不存在時(shí)，set命令才會(huì)生效。同時(shí)，ex=self.timeout選項(xiàng)設(shè)置了標(biāo)識(shí)的過期時(shí)間，以防該標(biāo)識(shí)被永久鎖定。
3. 如果獲取成功，說明當(dāng)前客戶端已經(jīng)獲得了鎖定，就可以返回token；否則，我們需要等待一段時(shí)間（這里是0.01秒），然后重新嘗試獲取鎖定。不斷重試直到獲得鎖定為止。
release方法用于釋放鎖定，它的實(shí)現(xiàn)非常簡(jiǎn)單：
1. 我們從Redis獲取標(biāo)識(shí)的值，判斷如果與token相等，就說明當(dāng)前客戶端擁有鎖定權(quán)。
2. 接著，我們使用Redis的delete命令來(lái)刪除標(biāo)識(shí)的值，釋放鎖定。
等待Redis釋放
上面的代碼實(shí)現(xiàn)了使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖定的基本方法，但是它卻沒有解決一個(gè)重要問題：如果鎖定已經(jīng)被別的客戶端占用，當(dāng)前客戶端該如何等待Redis釋放？
為了解決這個(gè)問題，我們可以使用兩種方法：一種是使用Redis的Pub/Sub機(jī)制，另一種是使用Redis的BLPOP命令。
使用Redis的Pub/Sub機(jī)制，我們可以在獲取鎖定時(shí)，向一個(gè)訂閱的通道發(fā)布一個(gè)消息，然后等待別的客戶端發(fā)布一個(gè)解鎖消息后，再次嘗試獲取鎖定。這種方法需要在Redis中創(chuàng)建兩個(gè)連接，一個(gè)用于發(fā)布消息，一個(gè)用于訂閱消息。
下面是一個(gè)基于Redis的Pub/Sub機(jī)制實(shí)現(xiàn)的Python代碼：
``` python
import redis
import uuid
import threading
class RedisLock(object):
def __init__(self, name, host='localhost', port=6379, timeout=10):
self.redis = redis.StrictRedis(host=host, port=port, db=0)
self.name = name
self.timeout = timeout
self.pubsub = self.redis.pubsub()
def acquire(self):
while True:
token = str(uuid.uuid4())
if self.redis.set(self.name, token, ex=self.timeout, nx=True):
return token
self.pubsub.subscribe(self.name + '@unlock')
self.pubsub.listen()
def release(self, token):
if self.redis.get(self.name) == token:
self.redis.delete(self.name)
self.redis.publish(self.name + '@unlock', 1)
在上面的代碼中，我們?cè)黾恿艘粋€(gè)pubsub成員，用于創(chuàng)建一個(gè)Pub/Sub連接。在acquire方法中，如果Redis返回了None，說明獲取鎖定失敗，這時(shí)我們使用pubsub.subscribe方法訂閱一個(gè)通道。然后我們使用pubsub.listen方法來(lái)等待別的客戶端發(fā)布一個(gè)解鎖消息。一旦收到解鎖消息，我們就可以重新嘗試獲取鎖定。在release方法中，我們使用Redis的publish命令來(lái)發(fā)布一個(gè)解鎖消息。
使用Redis的BLPOP命令，我們可以在獲取鎖定時(shí)，使用Redis的BLPOP命令阻塞等待在一個(gè)通道上的解鎖消息。在接收到解鎖消息后，再次嘗試獲取鎖定。這種方法只需要一個(gè)Redis連接，但是由于BLPOP是一個(gè)阻塞命令，可能會(huì)在服務(wù)器端占用很長(zhǎng)時(shí)間的資源。
下面是一個(gè)基于Redis的BLPOP命令實(shí)現(xiàn)的Python代碼：
“` python
import redis
import uuid
import threading
class RedisLock(object):
def __init__(self, name, host=’localhost’, port=6379, timeout=10):
self.redis = redis.StrictRedis(host=host, port=port, db=0)
self.name = name
self.timeout = timeout
def acquire(self):
while True:
token = str(uuid.uuid4())
if self.redis.set(self.name, token, ex=self.timeout, nx=True):
return token
self.redis.blpop(self.name + ‘@unlock’, timeout=self.timeout)
def release(self, token):
if self.redis.get(self.name) == token:
self.redis.delete(self.name)
self.redis.lpush(self.name + ‘@unlock’, 1)
在上面的代碼中，我們使用Redis的blpop命令來(lái)等待在一個(gè)通道上的解鎖消息。blpop會(huì)阻塞等待，在timeout時(shí)間內(nèi)，如果有消息到達(dá)，就會(huì)返回。如果timeout時(shí)間內(nèi)仍然沒有消息到達(dá)，就會(huì)超時(shí)返回。在release方法中，我們使用Redis的lpush命令來(lái)發(fā)布一個(gè)解鎖消息。
總結(jié)
本文介紹了如何使用Redis來(lái)實(shí)現(xiàn)分布式鎖定的基本方法，以及如何在等待Redis釋放時(shí)使用Redis的Pub/Sub機(jī)制和BLPOP命令。使用Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖定可以有效地解決分布式環(huán)境下的并發(fā)問題，但是由于Redis本身不存在高可用，需要在應(yīng)用層實(shí)現(xiàn)高可用，否則會(huì)因?yàn)镽edis宕機(jī)導(dǎo)致分布式鎖定失效。
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當(dāng)前文章：鎖定，等待Redis釋放（redis等待鎖釋放）
標(biāo)題鏈接：http://www.dlmjj.cn/article/dpigpii.html
