一、分布式鎖的作用:
redis寫入時不帶鎖定功能,為防止多個進(jìn)程同時進(jìn)行一個操作,出現(xiàn)意想不到的結(jié)果,so...對緩存進(jìn)行插入更新操作時自定義加鎖功能。
二、Redis的NX后綴命令
Redis有一系列的命令,其特點(diǎn)是以NX結(jié)尾,NX的意思可以理解為 NOT EXISTS(不存在),SETNX命令 (SET IF NOT EXISTS) 可以理解為如果不存在則插入,Redis分布式鎖的實(shí)現(xiàn)主要就是使用SETNX命令。
三、實(shí)現(xiàn)原理
在進(jìn)程請求執(zhí)行操作前進(jìn)行判斷,加鎖是否成功,加鎖成功允許執(zhí)行下步操作;
如果不成功,則判斷鎖的值(時間戳)是否大于當(dāng)前時間,如果大于當(dāng)前時間,則獲取鎖失敗不允許執(zhí)行下步操作;
如果鎖的值(時間戳)小于當(dāng)前時間,并且GETSET命令獲取到的鎖的舊值依然小于當(dāng)前時間,則獲取鎖成功允許執(zhí)行下步操作;
如果鎖的值(時間戳)小于當(dāng)前時間,并且GETSET命令獲取到的鎖的舊值大于當(dāng)前時間,則獲取鎖失敗不允許執(zhí)行下步操作;
四、$redis->setnx() 設(shè)置鎖
<?php
$expire = 10;//有效期10秒
$key = 'lock';//key
$value = time() + $expire;//鎖的值 = Unix時間戳 + 鎖的有效期
$lock = $redis->setnx($key, $value);
//判斷是否上鎖成功,成功則執(zhí)行下步操作
if(!empty($lock))
{
//下步操作...
}
?>
如果返回 1 ,則表示當(dāng)前進(jìn)程獲得鎖,并獲得了當(dāng)前插入/更新緩存的操作權(quán)限。
如果返回 0,表示鎖已被其他進(jìn)程獲取,這是進(jìn)程可以返回結(jié)果或者等待當(dāng)前鎖失效再請求。
五、解決死鎖
如果只用SETNX命令設(shè)置鎖的話,如果當(dāng)持有鎖的進(jìn)程崩潰或刪除鎖失敗時,其他進(jìn)程將無法獲取到鎖,問題就大了。
解決方法是在獲取鎖失敗的同時獲取鎖的值,并將值與當(dāng)前時間進(jìn)行對比,如果值小于當(dāng)前時間說明鎖以過期失效,進(jìn)程可運(yùn)用Redis的DEL命令刪除該鎖。
<?php
$expire = 10;//有效期10秒
$key = 'lock';//key
$value = time() + $expire;//鎖的值 = Unix時間戳 + 鎖的有效期
$status = true;
while($status)
{
? ? $lock = $redis->setnx($key, $value);
? ? if(empty($lock))
? ? {
? ? $value = $redis->get($key);
? ? ? ? if($value < time())
? ? ? ? {
? ? ? ? ? ? ? ? $redis->del($key);
? ? ? ? }
? ? }else{
? ? ? ? $status = false;
? ? ? ? //下步操作....
? ? }
}
?>
但是,簡單粗暴的用DEL命令刪除鎖再SETNX命令上鎖也會出現(xiàn)問題。比如,進(jìn)程1獲得鎖后崩潰或刪除鎖失敗,這時進(jìn)程2檢測到鎖存在當(dāng)已過期,用DEL命令刪除鎖并用SETNX命令設(shè)置鎖,進(jìn)程3也檢測到鎖過期,也用DEL命令刪除鎖也用SETNX命令設(shè)置了鎖,這時進(jìn)程2和進(jìn)程3同時獲得了鎖。問題大了!
為了解決這個問題,這里用到了Redis的GETSET命令,GETSET命令在給鎖設(shè)置新值的同時返回鎖的舊值,這里利用了GETSET命令同時獲取和賦值的特性,在此期間其他進(jìn)程無法修改鎖的值。
例如:
進(jìn)程1獲得鎖后操作超時/崩潰/刪除鎖失敗,
進(jìn)程2檢測到鎖已存在,但獲取鎖的值對比當(dāng)前時間發(fā)現(xiàn)鎖已過期,
進(jìn)程2通過GETSET命令重新給鎖賦予新的值,并獲取到的鎖的舊值,再次對比鎖的舊值與當(dāng)前時間,如果鎖的舊值依然小于當(dāng)前時間的話,這時進(jìn)程2就可以忽略進(jìn)程1余留下的廢鎖進(jìn)行下步操作了。
進(jìn)程2完成下步操作后返回前應(yīng)該刪除鎖,但在刪除鎖時可以先檢測鎖是否還未過期,未過期才做刪除操作,已過期的就沒必要在去刪除鎖了,因?yàn)楹苡锌赡芷渌M(jìn)程檢測到鎖過期時已經(jīng)去獲取鎖了。
這里要說明的是,如果有其他進(jìn)程在進(jìn)程2之前獲取到鎖,那么進(jìn)程2將獲取鎖失敗,但是進(jìn)程2在用GETSET獲取鎖的舊值時也賦予了鎖新的值,改寫了其他進(jìn)程賦予鎖的超時值??吹竭@大家可能會有疑問了,進(jìn)程2沒獲取到鎖怎么能改變鎖的值呢?是的,進(jìn)程2改變了鎖的原有值,但這一點(diǎn)小小的時間誤差帶來的影響是可以忽略。
以下是Redis實(shí)現(xiàn)分布式鎖的完整PHP代碼:
<?php
get($key);
//判斷緩存中是否有數(shù)據(jù)
if(empty($result))
{
$status = TRUE;
while ($status)
{
//設(shè)置鎖值為當(dāng)前時間戳 + 有效期
$lockValue = time() + $lockExpire;
/**
* 創(chuàng)建鎖
* 試圖以$lockKey為key創(chuàng)建一個緩存,value值為當(dāng)前時間戳
* 由于setnx()函數(shù)只有在不存在當(dāng)前key的緩存時才會創(chuàng)建成功
* 所以,用此函數(shù)就可以判斷當(dāng)前執(zhí)行的操作是否已經(jīng)有其他進(jìn)程在執(zhí)行了
* @var [type]
*/
$lock = $redis->setnx($lockKey, $lockValue);
/**
* 滿足兩個條件中的一個即可進(jìn)行操作
* 1、上面一步創(chuàng)建鎖成功;
* 2、? 1)判斷鎖的值(時間戳)是否小于當(dāng)前時間? ? $redis->get()
* ? ? ? ? 2)同時給鎖設(shè)置新值成功? ? $redis->getset()
*/
if(!empty($lock) || ($redis->get($lockKey) < time() && $redis->getSet($lockKey, $lockValue) < time() ))
{
? ? ?//給鎖設(shè)置生存時間
? ? $redis->expire($lockKey, $lockExpire);
? ? //******************************
? ? //此處執(zhí)行插入、更新緩存操作...
? ? //******************************
? ? //以上程序走完刪除鎖
? ? //檢測鎖是否過期,過期鎖沒必要刪除
? ? if($redis->ttl($lockKey))
? ? ? ? ?$redis->del($lockKey);
? ? ? ? $status = FALSE;
? ? ? ? }else{
? ? ? ? ? ? ? /**
? ? ? ? ? ? ? ? ?* 如果存在有效鎖這里做相應(yīng)處理
? ? ? ? ? ? ? ? ?*? ? ? 等待當(dāng)前操作完成再執(zhí)行此次請求
? ? ? ? ? ? ? ? ? *? ? ? 直接返回
? ? ? ? ? ? ? ? ? */
? ? ? ? ? ? ? ? ? sleep(2);//等待2秒后再嘗試執(zhí)行操作
? ? ? ? }
? ? }
}
?>