• Redis setnx命令 分布式缓存


    setnx命令

    将 key 的值设为 value,当且仅当 key 不存在。
    若给定的 key 已经存在,则 SETNX 不做任何动作。
    SETNX 是SET if Not eXists的简写。

    redis> SETNX mykey “hello” 
    (integer) 1 
    redis> SETNX mykey “hello” 
    (integer) 0 
    redis> GET mykey 
    “hello” 
    

    getset命令

    将键 key 的值设为 value , 并返回键 key 在被设置之前的旧值。

    返回给定键 key 的旧值。

    如果键 key 没有旧值, 也即是说, 键 key 在被设置之前并不存在, 那么命令返回 nil

    当键 key 存在但不是字符串类型时, 命令返回一个错误。

    redis> GETSET db mongodb    # 没有旧值,返回 nil
    (nil)
    
    redis> GET db
    "mongodb"
    
    redis> GETSET db redis      # 返回旧值 mongodb
    "mongodb"
    
    redis> GET db
    "redis"
    

    分布式锁

    多个进程执行以下Redis命令:

    SETNX lock.foo <current Unix time + lock timeout + 1>
    

    如果 SETNX 返回1,说明该进程获得锁,SETNX将键 lock.foo 的值设置为锁的超时时间(当前时间 + 锁的有效时间)。

    如果 SETNX 返回0,说明其他进程已经获得了锁,进程不能进入临界区。进程可以在一个循环中不断地尝试 SETNX 操作,以获得锁。

    死锁

    考虑一种情况,如果进程获得锁后,断开了与 Redis 的连接(可能是进程挂掉,或者网络中断),如果没有有效的释放锁的机制,那么其他进程都会处于一直等待的状态,即出现“死锁”。

    上面在使用 SETNX 获得锁时,我们将键 lock.foo 的值设置为锁的有效时间,进程获得锁后,其他进程还会不断的检测锁是否已超时,如果超时,那么等待的进程也将有机会获得锁。

    然而,锁超时时,我们不能简单地使用 DEL 命令删除键 lock.foo 以释放锁。考虑以下情况,进程P1已经首先获得了锁 lock.foo,然后进程P1挂掉了。进程P2,P3正在不断地检测锁是否已释放或者已超时,执行流程如下:

    • P2和P3进程读取键 lock.foo 的值,检测锁是否已超时(通过比较当前时间和键 lock.foo 的值来判断是否超时)
    • P2和P3进程发现锁 lock.foo 已超时
    • P2执行 DEL lock.foo命令
    • P2执行 SETNX lock.foo命令,并返回1,即P2获得锁
    • P3执行 DEL lock.foo命令将P2刚刚设置的键 lock.foo 删除(这步是由于P3刚才已检测到锁已超时)
    • P3执行 SETNX lock.foo命令,并返回1,即P3获得锁
    • P2和P3同时获得了锁

    从上面的情况可以得知,在检测到锁超时后,进程不能直接简单地执行 DEL 删除键的操作以获得锁。

    解决上述问题,在del前,进行 getset操作

    我们同样假设进程P1已经首先获得了锁 lock.foo,然后进程P1挂掉了。接下来的情况:

    • 进程P4执行 SETNX lock.foo 以尝试获取锁
    • 由于进程P1已获得了锁,所以P4执行 SETNX lock.foo 返回0,即获取锁失败
    • P4执行 GET lock.foo 来检测锁是否已超时,如果没超时,则等待一段时间,再次检测
    • 如果P4检测到锁已超时,即当前的时间大于键 lock.foo 的值,P4会执行以下操作
      GETSET lock.foo <current Unix timestamp + lock timeout + 1>
    • 由于 GETSET 操作在设置键的值的同时,还会返回键的旧值,通过比较键 lock.foo 的旧值是否小于当前时间,可以判断进程是否已获得锁
    • 假如另一个进程P5也检测到锁已超时,并在P4之前执行了 GETSET 操作,那么P4的 GETSET 操作返回的是一个大于当前时间的时间戳,这样P4就不会获得锁而继续等待。注意到,即使P4接下来将键 lock.foo 的值设置了比P5设置的更大的值也没影响。

    另外,值得注意的是,在进程释放锁,即执行 DEL lock.foo 操作前,需要先判断锁是否已超时。如果锁已超时,那么锁可能已由其他进程获得,这时直接执行 DEL lock.foo 操作会导致把其他进程已获得的锁释放掉。

    redis分布式锁不火的原因

    • 按照上面的死锁,redis非常依赖服务器时间,如果时间设置不一致,就会导致问题
    • 现在redis一般为一主多从,如果主机挂了,对上面的 方法也有一系列问题

    当然,现在Redis的作者提出了一个更安全的实现,叫做Redlock,但是我们已经习惯使用zk了

    参考:

    使用Redis SETNX 命令实现分布式锁

    基于redis的分布式锁实现

    Redis实现分布式锁(setnx、getset、incr)以及如何处理超时情况(一)

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