解决redis并发key的竞争问题-比如多个客户端set操作导致的并发问题

本文探讨了Redis在高并发场景下出现的并发竞争问题,详细介绍了两种解决方案:使用分布式锁和利用消息队列进行处理。分布式锁确保同一时间只有一个客户端进行set操作,而消息队列则将Redis.set操作串行化,有效避免并发写入冲突。

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Redis高并发的问题

以及今天要谈到的Redis并发竞争问题,这里的并发指的是多个redis的client同时set key引起的并发问题。

比如:多客户端同时并发写一个key,一个key的值是1,本来按顺序修改为2,3,4,最后是4,但是由于并发设置的原因,最后顺序变成了4,3,2,最后变成的key值成了2。

如何解决Redis的并发竞争key问题

第一种方案:分布式锁

1.整体技术方案

这种情况,主要是准备一个分布式锁,大家去抢锁,抢到锁就做set操作。

2.为什么是分布式锁

因为传统的加锁的做法(如java的synchronized和Lock)这里没用,只适合单点。因为这是分布式环境,需要的是分布式锁。

当然,分布式锁可以基于很多种方式实现,比如zookeeper、redis等,不管哪种方式实现,基本原理是不变的:用一个状态值表示锁,对锁的占用和释放通过状态值来标识。

3.分布式锁的要求

互斥性:在任意一个时刻,只有一个客户端持有锁。
无死锁:即便持有锁的客户端崩溃或者其他意外事件,锁仍然可以被获取。
容错:只要大部分Redis节点都活着,客户端就可以获取和释放锁
4.分布式锁的实现方式

数据库
Memcached(add命令)
Redis(setnx命令)
Zookeeper(临时节点)

第二种方案:利用消息队列

在并发量过大的情况下,可以通过消息中间件进行处理,把并行读写进行串行化。

把Redis.set操作放在队列中使其串行化,必须的一个一个执行。

这种方式在一些高并发的场景中算是一种通用的解决方案。

在分布式系统中,多个节点可能同时尝试修改同一个 key 的值,这会导致数据的不一致性和冲突。Redis 通过使用乐观锁来解决这个问题。 乐观锁是一种基于版本号的锁机制。当一个节点要修改某个 key 的值时,它会先读取该 key 的版本号,然后修改该 key 的值,并把版本号加一。如果在这个过程中,其他节点也尝试修改该 key 的值,它们也会先读取该 key 的版本号,然后尝试修改该 key 的值,但是由于版本号已经被修改了,它们的修改请求就会被拒绝。这样就保证了同一时间只有一个节点能够修改该 key 的值,避免了数据的冲突和不一致性。 在 Redis 中,可以使用 WATCH 和 MULTI 命令来实现乐观锁。WATCH 命令会监视一个或多个 key,如果这些 key 在执行 MULTI 命令之前被修改了,那么 EXEC 命令就会失败。这时候应该重新执行整个事务。 示例代码: ``` WATCH key val = GET key val = val + 1 MULTI SET key val EXEC ``` 在这个代码中,我们先使用 WATCH 命令监视 key。然后使用 GET 命令获取 key 的值,执行逻辑处理后,再使用 MULTI 命令开启一个事务,将修改后的值设置回 key 中。如果在这个过程中,其他节点修改了 key 的值,那么 EXEC 命令就会失败,这时候应该重新执行整个事务。 除了乐观锁外,Redis 还支持悲观锁,可以使用 SETNX 和 GETSET 命令来实现。SETNX 命令可以原子性地设置一个 key 的值,只有当该 key 不存在时才会执行设置操作。GETSET 命令可以原子性地获取一个 key 的值,并设置一个新的值。这两个命令都可以用来实现悲观锁。但是,悲观锁会带来更多的性能开销,因为它需要不断地检查锁是否被占用。
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