Redis如何使用樂觀鎖(CAS)保證數(shù)據(jù)一致性
場景
在 Redis 中經(jīng)常會存在這么一種情況,讀取某一個 key 的值,做一些業(yè)務(wù)邏輯處理,然后根據(jù)讀取到的值來計算出一個新的值,重新 set 進(jìn)去。
如果客戶端 A 剛讀取到 key 值,緊接著客戶端 B 就修改這個 key 的值,那么就會存在并發(fā)安全的問題。
問題模擬
假設(shè) Redis Server 有個鍵名為 test 的key,里面存放的是一個 json 數(shù)組 [1, 2, 3]。
下面讓我們模擬一下,客戶端 A 與 客戶端 B 同時訪問修改的情況,代碼如下:
客戶端 A:
class RedisClientA(username: String, password: String, host: String, port: Int) { val jedis: Jedis init { val pool = JedisPool(JedisPoolConfig(), host, port) jedis = pool.resource jedis.auth(username, password) } fun update(key: String) { val idStr = jedis.get(key) val idList = Json.decodeFromString<MutableList<Int>>(idStr) // 等待2秒,模擬業(yè)務(wù) TimeUnit.SECONDS.sleep(2L) idList.add(4) println("new id list: $idList") jedis.set(key, Json.encodeToString(idList)) } fun getVal(key: String): String? { return jedis.get(key) } } fun main() { val key = "test" val redisClientA = RedisClientA("default", "123456", "127.0.0.1", 6379) redisClientA.update(key) val res = redisClientA.getVal(key) println("res: $res") }
客戶端 B:
class RedisClientB(username: String, password: String, host: String, port: Int) { val jedis: Jedis init { val pool = JedisPool(JedisPoolConfig(), host, port) jedis = pool.resource jedis.auth(username, password) } fun update(key: String) { val idStr = jedis.get(key) val idList = Json.decodeFromString<MutableList<Int>>(idStr) idList.add(5) println("new id list: $idList") jedis.set(key, Json.encodeToString(idList)) } fun getVal(key: String): String? { return jedis.get(key) } } fun main() { val key = "test" val redisClientB = RedisClientB("default", "123456", "127.0.0.1", 6379) redisClientB.update(key) val res = redisClientB.getVal(key) println("res: $res") }
客戶端 A 阻塞了 2 秒,用來模擬耗時業(yè)務(wù)邏輯的處理。正在處理的時候,客戶端 B 訪問了 “test”,并增加了 id:5。
在客戶端 A 耗時業(yè)務(wù)邏輯處理完的時候,增加了 id:4,并且會覆蓋掉 id:5。
最終“test” 里的內(nèi)容最終如下:
CAS 來保證數(shù)據(jù)一致性
WATCH 命令可以為 Redis 事務(wù)提供 check-and-set(CAS)行為。被 WATCH 的鍵會被監(jiān)視,并會發(fā)覺這些鍵是否被改動過了。如果有至少一個被監(jiān)視的建在 EXEC 執(zhí)行之前被修改了,那么整個事務(wù)都會被取消,EXEC 返回空(Null replay)來表示事務(wù)執(zhí)行失敗。我們只需要重復(fù)操作,希望在這個時間段內(nèi)不會有新的競爭。這種形式的鎖被稱作樂觀鎖,它是一種非常強大的鎖機制。
那么 CAS 的方式如何實現(xiàn)呢?我們只需要把 RedisClientA 的 update() 方法中的代碼修改如下:
fun update(key: String) { var flag = true while (flag) { jedis.watch(key) val idStr = jedis.get(key) val idList = Json.decodeFromString<MutableList<Int>>(idStr) // 等待2秒,模擬業(yè)務(wù) TimeUnit.SECONDS.sleep(2L) val transaction = jedis.multi() idList.add(4) println("new id list: $idList") transaction.set(key, Json.encodeToString(idList)) transaction.exec()?.let { flag = false } } }
最終 “test” 的內(nèi)容如下:
可見我們通過使用 WATCH 和 TRANACTION 命令,采用 CAS 樂觀鎖的方式實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的一致性。
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