redis并发问题
redis中的并发问题
使用redis作为缓存已经很久了，redis是以单进程的形式运行的，命令是一个接着一个执行的，一直以为不会存在并发的问题，直到今天看到相关的资料，才恍然大悟~~
具体问题实例
有个键，假设名称为myNum，里面保存的是阿拉伯数字，假设现在值为1，存在多个连接对myNum进行操作的情况，这个时候就会有并发的问题。假设有两个连接linkA和linkB，这两个连接都执行下面的操作，取出myNum的值，+1，然后再存回去，看看下面的交互：
linkA get myNum => 1
linkB get myNum => 1
linkA set muNum => 2
linkB set myNum => 2
执行完操作之后，结果可能是2，这和我们预期的3不一致。
再看一个具体的例子：
<?php
require "vendor/autoload.php";
$client = new Predis\Client([
'scheme' => 'tcp',
'host' => '127.0.0.1',
'port' => 6379,
]);
for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
$num = intval($client->get("name"));
$num = $num + 1;
$client->setex("name", $num, 10080);
usleep(10000);
}
设置name初始值为0，然后同时用两个终端执行上面的程序，最后name的值可能不是2000，而是一个<2000的值，这也就证明了我们上面的并发问题的存在，这个该怎么解决呢？
redis中的事务
redis中也是有事务的，不过这个事务没有mysql中的完善，只保证了一致性和隔离性，不满足原子性和持久性。
redis事务使用multi、exec命令
原子性，redis会将事务中的所有命令执行一遍，哪怕是中间有执行失败也不会回滚。kill信号、宿主机宕机等导致事务执行失败，redis也不会进行重试或者回滚。
持久性，redis事务的持久性依赖于redis所使用的持久化模式，遗憾的是各种持久化模式也都不是持久化的。
隔离性，redis是单进程，开启事务之后，会执行完当前连接的所有命令直到遇到exec命令，才处理其他连接的命令。
一致性，看了文档，觉得挺扯的，但是貌似说的没有问题。
redis中的事务不支持原子性，所以解决不了上面的问题。
当然了redis还有一个watch命令，这个命令可以解决这个问题，看下面的例子，对一个键执行watch，然后执行事务，由于watch的存在，他会监测键a，当a被修该之后，后面的事务就会执行失败，这就确保了多个连接同时来了，都监测着a，只有一个能执行成功，其他都返回失败。
127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> watch a
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incr a
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 2
127.0.0.1:6379> get a
"2"
失败时候的例子，从最后可以看出，test的值被其他连接修改了：
127.0.0.1:6379> set test 1
OK
127.0.0.1:6379> watch test
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incrby test 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil)
127.0.0.1:6379> get test
"100"
我的问题如何解决
redis中命令是满足原子性的，因此在值为阿拉伯数字的时候，我可以将get和set命令修改为incr或者incrby来解决这个问题，下面的代码开启两个终端同时执行，得到的结果是满足我们预期的2000。
<?php
require "vendor/autoload.php";
$client = new Predis\Client([
'scheme' => 'tcp',
'host' => '127.0.0.1',
'port' => 6379,
]);
for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
$client->incr("name");
$client->expire("name", 10800);
usleep(10000);
}
@manzilu 提到的方法
评论中manzilu提到的方法查了下资料，确实可行，效果还不错，这里写了个例子
<?php
require "vendor/autoload.php";
$client = new Predis\Client([
'scheme' => 'tcp',
'host' => '127.0.0.1',
'port' => 6379,
]);
class RedisLock
{
public $objRedis = null;
public $timeout = 3;
/**
* @desc 设置redis实例
*
* @param obj object | redis实例
*/
public function __construct($obj)
{
$this->objRedis = $obj;
}
/**
* @desc 获取锁键名
*/
public function getLockCacheKey($key)
{
return "lock_{$key}";
}
/**
* @desc 获取锁
*
* @param key string | 要上锁的键名
* @param timeout int | 上锁时间
*/
public function getLock($key, $timeout = NULL)
{
$timeout = $timeout ? $timeout : $this->timeout;
$lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key);
$expireAt = time() + $timeout;
$isGet = (bool)$this->objRedis->setnx($lockCacheKey, $expireAt);
if ($isGet) {
return $expireAt;
}
while (1) {
usleep(10);
$time = time();
$oldExpire = $this->objRedis->get($lockCacheKey);
if ($oldExpire >= $time) {
continue;
}
$newExpire = $time + $timeout;
$expireAt = $this->objRedis->getset($lockCacheKey, $newExpire);
if ($oldExpire != $expireAt) {
continue;
}
$isGet = $newExpire;
break;
}
return $isGet;
}
/**
* @desc 释放锁
*
* @param key string | 加锁的字段
* @param newExpire int | 加锁的截止时间
*
* @return bool | 是否释放成功
*/
public function releaseLock($key, $newExpire)
{
$lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key);
if ($newExpire >= time()) {
return $this->objRedis->del($lockCacheKey);
}
return true;
}
}
$start_time = microtime(true);
$lock = new RedisLock($client);
$key = "name";
for ($i = 0; $i < 10000; $i++) {
$newExpire = $lock->getLock($key);
$num = $client->get($key);
$num++;
$client->set($key, $num);
$lock->releaseLock($key, $newExpire);
}
$end_time = microtime(true);
echo "花费时间 ： ". ($end_time - $start_time) . "\n";
执行shell php setnx.php & php setnx.php&，最后会得到结果：
$ 花费时间 ： 4.3004920482635
[2] + 72356 done php setnx.php
# root @ ritoyan-virtual-pc in ~/PHP/redis-high-concurrency [20:23:41]
$ 花费时间 ： 4.4319710731506
[1] + 72355 done php setnx.php
同样循环1w次，去掉usleep，使用incr直接进行增加，耗时在2s左右。
而获取所得时候取消usleep，时间不但没减少，反而增加了，这个usleep的设置要合理，免得进程做无用的循环
总结
看了这么多，简单的总结下，其实redis本事是不会存在并发问题的，因为他是单进程的，再多的command都是one by one执行的。我们使用的时候，可能会出现并发问题，比如get和set这一对。
2016-8-22 20:31:30
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