Redis之品鉴之旅(七)
分布式锁
1)阻塞锁:
尝试在redis中创建一个字符串结构缓存,方法传入的key,value为锁的过期时间timeout的时间戳。
若redis中没有这个key,则创建成功(即抢到锁),然后立即返回。
若已经有这个key,则先watch,然后校验value中的时间戳是否已经超过当前时间。
若已超过,则尝试使用提交事务的方式覆盖新的时间戳,事务提交成功(即抢到锁),然后立即返回;
若未超过当前时间或事务提交失败(即被别人抢到锁),
如果没有抢到锁,则进入 一个内部优化过的微循环,不断重试。
//这个是阻塞的锁
public static void Show(int i, string key, TimeSpan timeout)
{
using (var client = new RedisClient("127.0.0.1", 6379, "12345", 10))
{
//尝试在redis中创建一个字符串结构缓存,方法传入的key,value为锁的过期时间timeout的时间戳。
// 加了这句话,下面所有的代码都是单线程的执行
using (var datalock = client.AcquireLock("DataLock:" + key,timeout))
{
//库存数量
var inventory = client.Get<int>("inventoryNum");
if (inventory > 0)
{
client.Set<int>("inventoryNum", inventory - 1);
//订单数量
var orderNum = client.Incr("orderNum");
Console.WriteLine($"{i}抢购成功*****线程id:{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")},库存:{inventory},订单数量:{orderNum}");
}
else
{
Console.WriteLine($"{i}抢购失败");
}
//client.Remove("DataLock:" + key);
Thread.Sleep(100);
}
}
}
using完成方法调用或者显式调用dispose,都会直接清除key。
AcquireLock这句话对应的redis内部源码:
public RedisLock(IRedisClient redisClient, string key, TimeSpan? timeOut)
{
this.redisClient = redisClient;
this.key = key;
//如果返回fasle,则进入一个内部优化过的微循环,不断重试
ExecUtils.RetryUntilTrue(delegate
{
TimeSpan value = timeOut ?? new TimeSpan(365, 0, 0, 0);
DateTime dateTime = DateTime.UtcNow.Add(value);
string lockString = (dateTime.ToUnixTimeMs() + 1).ToString();
//若redis中没有这个key,则创建成功(即抢到锁),然后立即返回。
if (redisClient.SetValueIfNotExists(key, lockString))
{
return true;
}
//若已经有这个key,则先watch,然后校验value中的时间戳是否已经超过当前时间
redisClient.Watch(key);
if (!long.TryParse(redisClient.Get<string>(key), out long result))
{
redisClient.UnWatch();
return false;
}
//通过检查value中时间戳来判断是否过期,并不是利用redis在key上设置expire time来通过key的过期实现,下面的代码是靠事务实现的,如果key不存在了,事务也就不能使用了,所以这个过期时间使用的是value,而不是set方法设置的过期时间。
//若未超过当前时间(即被别人抢到锁)
if (result > DateTime.UtcNow.ToUnixTimeMs())
{
redisClient.UnWatch();
return false;
}
//若已超过,则尝试使用提交事务的方式覆盖新的时间戳,事务提交成功(即抢到锁),然后立即返回;事务提交失败(即被别人抢到锁)
using (IRedisTransaction redisTransaction = redisClient.CreateTransaction())
{
redisTransaction.QueueCommand((Func<IRedisClient, bool>)((IRedisClient r) => r.Set(key, lockString)));
return redisTransaction.Commit();
}
}, timeOut);//传入的timeout还有一个作用,就是控制重试时间,重试超时后则抛异常。
}
//内部优化过的微循环,不断重试,直到
public static void RetryUntilTrue(Func<bool> action, TimeSpan? timeOut = null)
{
int num = 0;
DateTime utcNow = DateTime.UtcNow;
while (!timeOut.HasValue || DateTime.UtcNow - utcNow < timeOut.Value)
{
num++;
if (action())
{
return;
}
SleepBackOffMultiplier(num);
}
throw new TimeoutException($"Exceeded timeout of {timeOut.Value}");
}
可以看出,timeout有两个意思,1:如果成功加锁后锁的过期时间, :2:未成功加锁后阻塞等待的时间。数据锁服务通过检查value中时间戳来判断是否过期,并不是利用redis在key上设置expire time来通过key的过期实现。
2)非阻塞锁
尝试在redis中创建一个字符串结构缓存项,方法传入的key,value无意义,过期时间为传入的timeout。
若redis中没有这个key,则创建成功(即抢到锁),然后立即返回true。若已经有这个key,则立即返回false。
以上过程为全局单线程原子操作,整个过程为独占式操作。
IsLock可以检测key是否存在。
public static void Show(int i, string key, TimeSpan timeout)
{
using (var client = new RedisClient("127.0.0.1", 6379, "12345", 10))
{
// 非阻塞加锁 如果已经存在当前的key,则执行失败,然后false
// 把这个时间 timeout 设置长不就行了吗,但是你需要悠着点
// 没有完全之策 ,一般在生产环境,给一个不要超过3s就可以
bool isLocked = client.Add<string>("DataLock:" + key, key, timeout);
if (isLocked)
{
try
{
//库存数量
var inventory = client.Get<int>("inventoryNum");
if (inventory > 0)
{
client.Set<int>("inventoryNum", inventory - 1);
//订单数量
var orderNum = client.Incr("orderNum");
Console.WriteLine($"{i}抢购成功*****线程id:{ Thread.CurrentThread.ManagedThreadId.ToString("00")},库存:{inventory},订单数量:{orderNum}");
}
else
{
Console.WriteLine($"{i}抢购失败:原因,没有库存");
}
}
catch
{
throw;
}
finally
{
client.Remove("DataLock:" + key);
}
}
else
{
Console.WriteLine($"{i}抢购失败:原因:没有拿到锁");
}
}
}
注意:
timeout即成功加锁后锁的过期时间
利用redis在key上设置expire time来通过key的过期实现。
不要先用IsLock判断是否有锁再用Add加锁,因为这两个操作非原子性操作,期间会被其他操作干
针对上面的两种情况,非阻塞锁会出现库存卖不完的情况,但是性能比较高。
如果架构中采用微服务的形式,并且使用.net进行开发,肯定会选用上面两种情况实现。根据业务需求进行两种选择就可以了。
阻塞锁在asp.net core 3.1中的应用:demo