使用redis分布式锁解决并发线程资源共享问题

Posted 2022-05-19 wangbaojun

众所周知, 在多线程中，因为共享全局变量,会导致资源修改结果不一致，所以需要加锁来解决这个问题，保证同一时间只有一个线程对资源进行操作

但是在分布式架构中，我们的服务可能会有n个实例，但线程锁只对同一个实例有效，就需要用到分布式锁----redis setnx

 

原理：

　　修改某个资源时, 在redis中设置一个key，value根据实际情况自行决定如何表示

　　我们既然要通过检查key是否存在（存在表示有线程在修改资源，资源上锁，其他线程不可同时操作，若key不存在，表示资源未被线程占用，允许线程抢占，然后将通过setnx设置vlaue，表示资源上锁，其他线程不可同时操作）

　　图示：

　　

分析:

　　我们的服务处于一个集群中，如果只是简单的的使用线程锁来解决以上问题，是存在问题的：因为线程是基于进程的，两个web server处于不同的进程空间

　　也就是说,user1的请求发往web server1，那只能与web server1的其他请求进行锁的操作，而不能对web server2的请求产生影响

　　上面的图中，user1发往web server1的请求负责处理的线程为Thread1,同理负责处理user2发往web server2的请求的线程thread2

　　在同一时刻1，两个线程都读取了mysql中residue_ticket的值为100，对应上图 (1)(2)， 各自对100进行-1操作，更新到数据库，对应(3)(4)

　　我们预期的情况是residue_ticket值被减少了两次，应该为98,但是实际情况下，两个线程都做了100-1=99的操作，并都将mysql中的值改为了99, 的这就会导致最终数据不一致，所以就要用到分布式锁。

为什么用redis?

　　因为redis是单线程的，不存在多线程资源竞争，并且它真的很快

为什么用setnx 而不是set?

　　setnx表示只有在key不存在时才能设置成功，但是set会在key存在的情况下修改value

 

利用setnx的特性，我们可以这样这样设计:

　　伪代码:

　　# 设置redis锁的
　　redis key = ‘residue_ticket_lock‘

　　# get_ticket是处理购票的逻辑
　　def get_ticket()：
　　　　time_out = 5    # 为了防止线程过多，当前线程获取不到锁，长时间处于循环中而导致的性能影响，我们设置一个超时时间，如果当前线程在超时时间内还没有抢占到分布式锁，就返回失败的结果
　　　　while True:
　　　　　　　if redis.setnx(‘residue_ticket_lock‘，‘lock‘,5):
　　　　　　　　　　# 如果setnx返回True, 表示此刻没有其他线程在操作数据库,当前线程可以上锁成功,注意不仅设置了value=lock,还设置了过期时间，这是必要的，为了防止上锁的线程异常崩掉导致不能释放(删除key)而导致其他所有线程永远拿不到操作权
　　　　　　　　　  residue_ticket = mysql.get(‘residue_ticket‘)     # 从mysql中获取当前剩余票数
　　　　　　　　　  mysql.update(‘residue_ticket‘,residue_ticket-1)   # 订购成功，将票数-1，更新数据到mysql
　　　　　　　　　　# 删除key，释放锁
　　　　　　　　　　redis.del(‘residue_ticket‘)
　　　　　　　　　  return True
　　　　　　　else:
　　　　　　　　　　# 如果setnx返回False，表示有其他线程对在操作,当前线程等待0.01s，并继续循环
　　　　　　　　　　time.sleep(0.01)
　　　　　　　　　　time_out -= 0.01
　　　　　　　　　　continue
　　　　return False