淺談Redis如何應對並行存取

2022-08-01 18:06:45

前言

專案中經常會遇到這種場景，我們需要先將Redis資料讀取到本地，然後進行修改，修改完成後在將資料寫回Redis，這種讀取-修改-寫回操作，我們稱之為RMW操作。當有多個使用者端對同一份資料執行RMW操作的話，Redis如何保證RMW操作涉及的程式碼以原子性方式執行？

原子性操作

Redis的原子性操作是一種無鎖操作，即可以保證並行控制，還能減少系統對並行效能的影響，

單命令模式

把Redis多個操作實現成一個操作，即為單命令模式。

Redis提供了INCR/DECR命令，可以對資料進行增值/減值操作，而且它們本身就是單個命令操作，Redis單執行緒模式，執行命令時具有互斥性。

範例說明

 public Long getIncrNumber(String key,long alive) 
    {
        RedisAtomicLong entityIdCounter = new RedisAtomicLong(key, redisTemplate.getConnectionFactory());
        Long incrNum = entityIdCounter.getAndIncrement();
        if (null == incrNum || incrNum.longValue()==0) 
        {
            entityIdCounter.expire(alive,TimeUnit.MILLISECONDS);
            incrNum = entityIdCounter.getAndIncrement();
        }
        return incrNum;
    }

說明：採用Reids的INCR命令，如果不存在的key則設定過期時間，如果key存在則進行遞增操作返回。所以如果我們執行RMW操作進行相關的遞增或者遞減操作時，Redis提供的INCR和DECY命令可以保證並行控制。

多命令模式

當我們不是執行簡單的加加減減操作，而是更加複雜的邏輯判斷或者其他操作時，Redis是無法保證原子性，所以需要將多個操作寫到一個Lua指令碼中，Redis會把Lua指令碼作為一個整體執行，在執行過程中不會被其他命令打斷，從而保證了操作的原子性。

lua簡介

Lua是一種輕量小巧的指令碼語言，用標準C語言編寫並以原始碼形式開放，其設計目的是為了嵌入應用程式中，從而為應用程式提供靈活的擴充套件和客製化功能。

範例說明

介面進行限流操作，同一使用者3秒內不能重複存取，我們可以通過lua指令碼來實現。

local key = KEYS[1]
local count = tonumber(ARGV[1])
local time = tonumber(ARGV[2])
local current = redis.call('get', key)
if current and tonumber(current) > count then
    return tonumber(current)
end
current = redis.call('incr', key)
if tonumber(current) == 1 then
    redis.call('expire', key, time)
end
return tonumber(current)

說明：key、count、time為三個傳入引數，分別代表Redis的key、次數和過期時間。通過get獲取key對應的值，獲取的值為時間記憶體取介面的次數，如果為第一次存取則返回的為null，此時需要對當前key進行自增1操作，如果返回為數位，則需要判斷返回的數位是否已經超過了cout值，如果超過說明已經超過限流了，直接返回。