“讀后寫”

通常意義上我們說(shuō)讀后寫是指針對(duì)同一個(gè)數(shù)據(jù)的先讀后寫，且寫入的值依賴于讀取的值。

關(guān)于這個(gè)定義要拆成兩部分來(lái)看，一：同一個(gè)數(shù)據(jù)；二：寫依賴于讀。（記住這個(gè)拆分，后續(xù)會(huì)用到，記為定義一、定義二）只有當(dāng)這兩部分都成立時(shí)，讀后寫的問(wèn)題才會(huì)出現(xiàn)。

在項(xiàng)目中，當(dāng)面對(duì)較多的并發(fā)時(shí)，使用redis進(jìn)行讀后寫操作，是非常容易出問(wèn)題的，常常使得程序不具備魯棒性，bug很難穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)（得到的值往往跟并發(fā)數(shù)有關(guān)）。

舉個(gè)栗子：

存在A、B兩個(gè)進(jìn)程，同時(shí)操作下面這段代碼：

$objRedis = new Redis();
//獲取key
$intNum ? = $objRedis->get('key');
if ($intNum == 1) {
? ? //如果key的值為1，則給key加1
? ? $bolRet ? = $objRedis->incr('key');

? ? //do something...
}

• 如果A進(jìn)程先get到了key，而此時(shí)key的值為1；
• 同時(shí)，B進(jìn)程此時(shí)也get到了key，同樣key值為1；
• B進(jìn)程運(yùn)行的快，先進(jìn)行了if判斷，發(fā)現(xiàn)滿足條件，于是對(duì)key進(jìn)行了累加操作，此時(shí)key變成了2；
• A進(jìn)程對(duì)B進(jìn)程修改了key這個(gè)操作茫然無(wú)知，所以當(dāng)它繼續(xù)運(yùn)行走到if判斷條件時(shí)，由于它get的key是1，因此也滿足條件，于是A進(jìn)程也會(huì)對(duì)key進(jìn)行累加操作，但是由于key已經(jīng)被B進(jìn)行累加過(guò)一次（key的值已經(jīng)是2），因此當(dāng)A再累加，key最終就變成了3。

實(shí)際上，代碼的本意是希望key為1時(shí)執(zhí)行一些操作，但當(dāng)出現(xiàn)并發(fā)的時(shí)候，這段代碼很難滿足期望！
如果這樣的代碼出現(xiàn)在抽獎(jiǎng)、秒殺等活動(dòng)中，那就只能期望公司不會(huì)讓個(gè)人承擔(dān)損失了（汗）。
以上就是一個(gè)比較簡(jiǎn)單的讀后寫的問(wèn)題。

對(duì)于這段代碼其實(shí)很好解決，尤其是如果key的值本身沒(méi)有意義的時(shí)候：

$objRedis = new Redis();
//獲取key
$intNum   = $objRedis->incr('key');
if ($intNum == 1) {
    //do something...
}

以上代碼使用了incr原子型操作，限制了并發(fā)（相當(dāng)于加鎖），就不會(huì)出現(xiàn)上述問(wèn)題了。

但是，如果這個(gè)key如果是有意義的呢，那就不能隨意改變，這種情況我們?cè)撛趺崔k？

詳細(xì)說(shuō)明

下面我舉一個(gè)更具體的例子，然后從這個(gè)例子出發(fā)來(lái)拋幾塊磚（個(gè)人想的解決辦法），希望引出更多的玉。

例子如下：
有一個(gè)活動(dòng)，需要根據(jù)用戶連續(xù)參與天數(shù)進(jìn)行發(fā)獎(jiǎng)，規(guī)則如下：

• 連續(xù)參與1-3天，每天額外獎(jiǎng)勵(lì)10金幣；
• 連續(xù)參加4-7天，每天額外獎(jiǎng)勵(lì)50金幣；
• 連續(xù)參加8-15天，每天額外獎(jiǎng)勵(lì)100金幣；
• 連續(xù)參加15天以上，每天額外獎(jiǎng)勵(lì)200金幣；

簡(jiǎn)單思路（使用讀后寫）：

對(duì)每個(gè)用戶使用一個(gè)hash存儲(chǔ)，其中一個(gè)字段表示連續(xù)天數(shù)(‘sequence’)，另一個(gè)字段存儲(chǔ)最近參與日期(‘lastdate’)。
精簡(jiǎn)版代碼如下：

$objRedis = new Redis();
//根據(jù)用戶ID，生成redis的key
$strRedisKey = 'activity_' . $intUid;
//從Hash中獲取最近參與時(shí)間
$mixDate ? ? = $objRedis->HGET($strRedisKey, 'lastdate');

$intLastDate ?= intval($mixDate);
$intYesterDay = intval(date("Ymd", strtotime("-1 day")));
$intCurrDate ?= intval(date('Ymd'));
$intNum ? ? ? = 0;//連續(xù)天數(shù)
if ($intCurrDate == $intLastDate) {
? ? //今天已經(jīng)參與過(guò)，直接跳過(guò)
? ? return;
} elseif ($intLastDate == $intYesterDay) {
? ? //日期連續(xù)，增加連續(xù)天數(shù)
? ? $intNum = $objRedis->HINCRBY($strRedisKey, 'sequence', 1);
? ? if ($intNum > 0) {
? ? ? ? //將最近參與時(shí)間設(shè)置為當(dāng)天
? ? ? ? $objRedis->HSET($strRedisKey, 'lastdate', $intCurrDate);
? ? }
} else {
? ? //日期不連續(xù)，設(shè)置連續(xù)天數(shù)為1，最近參與時(shí)間為當(dāng)天
? ? $intNum = 1;
? ? $objRedis->HMSET($strRedisKey, 'sequence', $intNum, 'lastdate', $intCurrDate);
}

//do something(根據(jù)$intNum發(fā)放金幣等操作)...

 很明顯，這也是一個(gè)讀后寫的方法——先獲取最近參與日期，再根據(jù)條件修改最近參與日期（定義一二都被滿足了），這個(gè)方法在高并發(fā)的時(shí)候很有可能會(huì)導(dǎo)致連續(xù)天數(shù)的錯(cuò)誤累加。

那么，這個(gè)例子如何避免讀后寫呢？
方法其實(shí)有很多，這里先舉兩個(gè)：

方法1：

通過(guò)使定義一或二不成立，從而使得讀后寫的問(wèn)題不存在。

按日期進(jìn)行存儲(chǔ)——將redis的key按日期進(jìn)行劃分，比如用戶ID為123的key從redis_123變?yōu)閞edis_123_20171225。這樣的話，其實(shí)相當(dāng)于避免了讀寫同一份數(shù)據(jù)。
代碼如下：

$objRedis = new Redis();
//根據(jù)用戶ID，生成redis的key
$strCurrRedisKey = 'activity_' . $intUid . '_' . date('Ymd');
//從Hash中獲取最近參與時(shí)間
$mixNum ? ? ? ? ?= $objRedis->GET($strCurrRedisKey);

$intNum = 0;//連續(xù)天數(shù)
if (is_null($mixNum)) {
? ? //當(dāng)天還沒(méi)被處理過(guò)，查找前一天的記錄
? ? $strLastRedisKey = 'activity_' . $intUid . '_' . intval(date("Ymd", strtotime("-1 day")));
? ? $mixLastNum ? ? ?= $objRedis->GET($strLastRedisKey);
? ? //計(jì)算連續(xù)天數(shù)
? ? $intNum = intval($mixLastNum) + 1;
? ? //設(shè)置當(dāng)天的連續(xù)天數(shù)，并給這個(gè)key一周的過(guò)期時(shí)間
? ? $objRedis->SETEX($strCurrRedisKey, 604800, $intNum);
} else {
? ? //今天已經(jīng)操作了，直接返回
? ? return;
}

//do something(根據(jù)$intNum發(fā)放金幣等操作)...

這個(gè)思路是通過(guò)讀昨天的數(shù)據(jù)后修改今天的數(shù)據(jù)，來(lái)達(dá)到避免對(duì)同一份數(shù)據(jù)讀后寫的目的的（使得定義一不成立，從而消除讀后寫的問(wèn)題）。
這里雖然在最開始的時(shí)候也讀取了今天的數(shù)據(jù)，但由于最后對(duì)今天的數(shù)據(jù)的修改只依賴于昨天的數(shù)據(jù)（今天的數(shù)據(jù)=昨天數(shù)據(jù)+1），而不依賴于讀到的今天的數(shù)據(jù)，所以也就沒(méi)有讀后寫的問(wèn)題了（所以也可以看作是使定義二不成立）。

方法2：

限制并發(fā)。

方法一是使定義一或二不成立，從而解決讀后寫的問(wèn)題。這里就不再在定義一或二上做文章了，下面換一個(gè)思路。
讀后寫歸根結(jié)底其實(shí)還是并發(fā)下才會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。因此這里介紹一個(gè)釜底抽薪的方法，限制并發(fā)！
一說(shuō)到限制并發(fā)，可能第一反應(yīng)就是加鎖，自己在代碼中加鎖當(dāng)然是一種辦法，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)成本還是高一些（如何加鎖可以參考我之前的一篇博文《用redis實(shí)現(xiàn)悲觀鎖》），這里就不再贅述。
其實(shí)讀后寫，最基本也是最簡(jiǎn)單的拆分方式是——讀和寫，那么釜底抽薪的辦法就是能不能不讀，只寫！
實(shí)現(xiàn)思路就是只用一個(gè)key來(lái)存儲(chǔ)連續(xù)天數(shù)+當(dāng)前日期，然后使用原子型操作來(lái)寫。一說(shuō)到原子型操作，在redis中第一反應(yīng)就是incr。那么順著這個(gè)思路，我們?cè)趺蠢胕ncr來(lái)操作呢？
其實(shí)關(guān)鍵是設(shè)計(jì)一個(gè)存儲(chǔ)方式，滿足既能存放連續(xù)天數(shù)，又能存放當(dāng)前日期，還能使得這個(gè)值多次incr而不影響本身數(shù)據(jù)。這里說(shuō)下我的設(shè)計(jì)方法：將一個(gè)12位的整數(shù)值看作是一個(gè)分段有意義的值，連續(xù)天數(shù)用最高的2位表示（因業(yè)務(wù)自定義），中間8位代表日期（如20171225），最后2位用于計(jì)數(shù)（無(wú)實(shí)際意義），比如：

將012017122523拆分成：
01|20171225|23
分別代表：連續(xù)天數(shù)|最近參與日期|計(jì)數(shù)

其中計(jì)數(shù)，這個(gè)字段是為了在利用incr時(shí)限制并發(fā)的。
示意代碼如下：

$objRedis ? ?= new Redis();
//根據(jù)用戶ID，生成redis的key
$strRedisKey = 'activity_' . $intUid;
//從Hash中獲取最近參與時(shí)間
$intVal ? ? ? = intval($objRedis->INCR($strRedisKey));
$intCnt ? ? ? = $intVal % 100;//獲取計(jì)數(shù)
$intLastDate ?= ($intVal - $intCnt) % 100000000;//獲取最近參與日期
$intNum ? ? ? = intval($intVal / 10000000000);//連續(xù)天數(shù)
$intYesterDay = intval(date("Ymd", strtotime("-1 day")));//昨天的日期
$intCurrDate ?= intval(date('Ymd'));//今天的日期

if ($intCurrDate == $intLastDate) {
? ? //今天已經(jīng)操作了
? ? if ($intCnt > 90) {
? ? ? ? //重置計(jì)數(shù)，防止超過(guò)給定范圍（最大99）
? ? ? ? $objRedis->SET($strRedisKey, $intNum * 10000000000 + $intCurrDate * 100 + 1);
? ? }
? ? return;
} elseif ($intYesterDay == $intLastDate) {
? ? //日期連續(xù)，計(jì)算連續(xù)天數(shù)
? ? $intNum += 1;
} else {
? ? //日期不連續(xù)，重置連續(xù)天數(shù)
? ? $intNum = 1;
}
//更新連續(xù)天數(shù)及當(dāng)前日期
$objRedis->SET($strRedisKey, $intNum * 10000000000 + $intCurrDate * 100 + 1);

//do something(根據(jù)$intNum發(fā)放金幣等操作)...

只要涉及到數(shù)據(jù)讀、寫，就會(huì)有數(shù)據(jù)一致性問(wèn)題，mysql中可以通過(guò)事務(wù)、鎖（FOR UPDATE）等來(lái)保證一致性，而redis也可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求設(shè)計(jì)不同的讀寫方式來(lái)實(shí)現(xiàn)（redis的事務(wù)真心不太好用）。這里拋出兩種redis克服讀后寫問(wèn)題的思路，希望能起到引玉的作用！

到此這篇關(guān)于高并發(fā)下Redis如何保持?jǐn)?shù)據(jù)一致性(避免讀后寫)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis 數(shù)據(jù)一致性內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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