Redis如何使用樂觀鎖(CAS)保證數(shù)據(jù)一致性

更新時間：2022年03月25日 11:41:04 作者：翹翹腳_蹦高高

本文主要介紹了Redis如何使用樂觀鎖(CAS)保證數(shù)據(jù)一致性，文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

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(qiáng)大的鎖機(jī)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：