杂谈如何对Redis进行原子操作

Posted 2022-05-18 longfurcat

什么时候需要进行需要原子操作？

很常见的例子，就是利用Redis实现分布式锁。

实现锁需要哪些条件？

我们知道要实现锁，就需要一个改变锁状态的方法。这个方法能原子地对锁的状态进行检查并修改。如果修改成功，则意味着获得了锁。对于硬件，就是它提供的就是test-and-set，compare-and-swap等原语。

Redis有没有提供类似的原语呢？

有的。Redis有提供setnx()，它会提供这样的原子操作：如果key没有值，则将值设置进去，如果已有值就不做处理，提示失败。

这样就可以基于这个原语来实现锁，简单原理就是：key就是对应的锁，如果key有值就说明锁被占用。删除值代表释放锁。如果插入值成功，则代表获得锁。再加上过期时间，基本就可以满足分布式锁的需求了。

除了锁，还有哪些地方需要原子操作？

假如我们在操作Redis数据的时候，需要判断Redis中某个值是否满足条件，只有满足条件才做这个操作

我随便举个例子，例如：如果key-xxx的值不为0，则加1，如果为0，则删除。

这种情况Redis可以处理吗？

可以，Lua脚本。Redis支持Lua脚本。针对上面的问题，我们只要写这样的Lua脚本就可以了。

local a = redis.call(‘get‘, ‘xxx‘) //调用redis的get方法，key为‘xxx‘
if(tonumber(a) > 0) then  //redis都是以String进行存储的，需要转型
    redis.call(‘incr‘, ‘xxx‘) //调用redis的incr方法，key为‘xxx‘
    return ‘OK‘
else
    return ‘FAIL‘

为什么Lua脚本可以实现原子操作， 看不出来它有用锁啊？

这与Redis的请求处理有关。Redis只用一个线程来处理客户端的请求。所以在执行lua脚本的时候，没有其他客户端的请求在处理。所以在lua脚本中的对redis数据的修改操作就是原子的。

只用一个线程处理的过来吗？

Redis的请求处理线程，利用Select和事件循环进行处理，大概就是下面这样：

while(1) 
    events = getEvents(); //先利用SELECT拿到最近的请求
    for(e in events)  //然后逐个处理
        processEvent(e);

因为redis的操作的数据都在内存中。处理起来也很快，所以也不会出现响应时间太长的情况。

万一这个线程阻塞了怎么办？

一般情况下，阻塞不了。前面也说了，客户端上来的请求都是操作内存的，不会有其他调用（例如文件I/O这样的调用）。但是，前面也说了，这是一般情况。别忘了lua，lua脚本里面是可以写阻塞操作的。实测发现，如果往Redis中提交一个死循环的lua脚本，Redis就挂了。所以写lua脚本的时候要小心。