redis并發(fā)問題
redis中的并發(fā)問題

使用redis作為緩存已經(jīng)很久了，redis是以單進(jìn)程的形式運(yùn)行的，命令是一個(gè)接著一個(gè)執(zhí)行的，一直以為不會(huì)存在并發(fā)的問題，直到今天看到相關(guān)的資料，才恍然大悟~~
具體問題實(shí)例

有個(gè)鍵，假設(shè)名稱為myNum，里面保存的是阿拉伯?dāng)?shù)字，假設(shè)現(xiàn)在值為1，存在多個(gè)連接對myNum進(jìn)行操作的情況，這個(gè)時(shí)候就會(huì)有并發(fā)的問題。假設(shè)有兩個(gè)連接linkA和linkB，這兩個(gè)連接都執(zhí)行下面的操作，取出myNum的值，+1，然后再存回去，看看下面的交互：

linkA get myNum => 1
linkB get myNum => 1
linkA set muNum => 2
linkB set myNum => 2

執(zhí)行完操作之后，結(jié)果可能是2，這和我們預(yù)期的3不一致。
再看一個(gè)具體的例子：

require 'vendor/autoload.php';

$client = new Predis\Client([
    'scheme' => 'tcp',
    'host' => '127.0.0.1',
    'port' => 6379,
]);

for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
    $num = intval($client->get('name'));
    $num = $num + 1;
    $client->setex('name', $num, 10080);
    usleep(10000);
}

設(shè)置name初始值為0，然后同時(shí)用兩個(gè)終端執(zhí)行上面的程序，最后name的值可能不是2000，而是一個(gè)<2000的值，這也就證明了我們上面的并發(fā)問題的存在，這個(gè)該怎么解決呢？
redis中的事務(wù)

redis中也是有事務(wù)的，不過這個(gè)事務(wù)沒有mysql中的完善，只保證了一致性和隔離性，不滿足原子性和持久性。
redis事務(wù)使用multi、exec命令

    原子性，redis會(huì)將事務(wù)中的所有命令執(zhí)行一遍，哪怕是中間有執(zhí)行失敗也不會(huì)回滾。kill信號(hào)、宿主機(jī)宕機(jī)等導(dǎo)致事務(wù)執(zhí)行失敗，redis也不會(huì)進(jìn)行重試或者回滾。

    持久性，redis事務(wù)的持久性依賴于redis所使用的持久化模式，遺憾的是各種持久化模式也都不是持久化的。

    隔離性，redis是單進(jìn)程，開啟事務(wù)之后，會(huì)執(zhí)行完當(dāng)前連接的所有命令直到遇到exec命令，才處理其他連接的命令。
    一致性，看了文檔，覺得挺扯的，但是貌似說的沒有問題。

redis中的事務(wù)不支持原子性，所以解決不了上面的問題。

當(dāng)然了redis還有一個(gè)watch命令，這個(gè)命令可以解決這個(gè)問題，看下面的例子，對一個(gè)鍵執(zhí)行watch，然后執(zhí)行事務(wù)，由于watch的存在，他會(huì)監(jiān)測鍵a，當(dāng)a被修該之后，后面的事務(wù)就會(huì)執(zhí)行失敗，這就確保了多個(gè)連接同時(shí)來了，都監(jiān)測著a，只有一個(gè)能執(zhí)行成功，其他都返回失敗。

127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> watch a
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incr a
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 2
127.0.0.1:6379> get a
'2'

失敗時(shí)候的例子，從最后可以看出，test的值被其他連接修改了：

127.0.0.1:6379> set test 1
OK
127.0.0.1:6379> watch test
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incrby test 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil)
127.0.0.1:6379> get test
'100'

我的問題如何解決

redis中命令是滿足原子性的，因此在值為阿拉伯?dāng)?shù)字的時(shí)候，我可以將get和set命令修改為incr或者incrby來解決這個(gè)問題，下面的代碼開啟兩個(gè)終端同時(shí)執(zhí)行，得到的結(jié)果是滿足我們預(yù)期的2000。

require 'vendor/autoload.php';

$client = new Predis\Client([
    'scheme' => 'tcp',
    'host'   => '127.0.0.1',
    'port'   => 6379,
]);

for ($i = 0; $i < 1000; $i++) {
    $client->incr('name');
    $client->expire('name', 10800);
    usleep(10000);
}

@manzilu 提到的方法

評論中manzilu提到的方法查了下資料，確實(shí)可行，效果還不錯(cuò)，這里寫了個(gè)例子

require 'vendor/autoload.php';

$client = new Predis\Client([
    'scheme' => 'tcp',
    'host'   => '127.0.0.1',
    'port'   => 6379,
]);

class RedisLock
{
    public $objRedis = null;
    public $timeout = 3;
    /**
     * @desc 設(shè)置redis實(shí)例
     *
     * @param obj object | redis實(shí)例
     */
    public function __construct($obj)
    {
        $this->objRedis = $obj;
    }

    /**
     * @desc 獲取鎖鍵名
     */
    public function getLockCacheKey($key)
    {
        return 'lock_{$key}';
    }

    /**
     * @desc 獲取鎖
     *
     * @param key string | 要上鎖的鍵名
     * @param timeout int | 上鎖時(shí)間
     */
    public function getLock($key, $timeout = NULL)
    {
        $timeout = $timeout ? $timeout : $this->timeout;
        $lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key);
        $expireAt = time() + $timeout;
        $isGet = (bool)$this->objRedis->setnx($lockCacheKey, $expireAt);
        if ($isGet) {
            return $expireAt;
        }

        while (1) {
            usleep(10);
            $time = time();
            $oldExpire = $this->objRedis->get($lockCacheKey);
            if ($oldExpire >= $time) {
                continue;
            }
            $newExpire = $time + $timeout;
            $expireAt = $this->objRedis->getset($lockCacheKey, $newExpire);
            if ($oldExpire != $expireAt) {
                continue;
            }
            $isGet = $newExpire;
            break;
        }
        return $isGet;
    }

    /**
     * @desc 釋放鎖
     *
     * @param key string | 加鎖的字段
     * @param newExpire int | 加鎖的截止時(shí)間
     *
     * @return bool | 是否釋放成功
     */
    public function releaseLock($key, $newExpire)
    {
        $lockCacheKey = $this->getLockCacheKey($key);
        if ($newExpire >= time()) {
            return $this->objRedis->del($lockCacheKey);
        }
        return true;
    }
}

$start_time = microtime(true);
$lock = new RedisLock($client);
$key = 'name';
for ($i = 0; $i < 10000; $i++) {
    $newExpire = $lock->getLock($key);
    $num = $client->get($key);
    $num++;
    $client->set($key, $num);
    $lock->releaseLock($key, $newExpire);
}
$end_time = microtime(true);

echo '花費(fèi)時(shí)間 ： '. ($end_time - $start_time) . '\n';

執(zhí)行shell php setnx.php & php setnx.php&，最后會(huì)得到結(jié)果：

$ 花費(fèi)時(shí)間 ： 4.3004920482635
[2]  + 72356 done       php setnx.php
# root @ ritoyan-virtual-pc in ~/PHP/redis-high-concurrency [20:23:41]
$ 花費(fèi)時(shí)間 ： 4.4319710731506
[1]  + 72355 done       php setnx.php

同樣循環(huán)1w次，去掉usleep，使用incr直接進(jìn)行增加，耗時(shí)在2s左右。
而獲取所得時(shí)候取消usleep，時(shí)間不但沒減少，反而增加了，這個(gè)usleep的設(shè)置要合理，免得進(jìn)程做無用的循環(huán)
總結(jié)

看了這么多，簡單的總結(jié)下，其實(shí)redis本事是不會(huì)存在并發(fā)問題的，因?yàn)樗菃芜M(jìn)程的，再多的command都是one by one執(zhí)行的。我們使用的時(shí)候，可能會(huì)出現(xiàn)并發(fā)問題，比如get和set這一對。