Memcached 和 Redis 分布式鎖方案

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分布式緩衝，能解決單台伺服器記憶體不能無限擴張的瓶頸。在分布式緩衝的應用中，會遇到多個用戶端同時爭用的問題。這個時候，需要用到分布式鎖，得到鎖的用戶端才有操作許可權。

Memcached 和 Redis 是常用的分布式緩衝構建方案，下面列舉下基於Memcached 和 Redis 分布式鎖的實現方法。

Memcached 分布式鎖

Memcached 可以使用 add 命令，該命令只有KEY不存在時，才進行添加，或者不會處理。Memcached 所有命令都是原子性的，並發下add 同一個KEY ，只會一個會成功。

利用這個原理，可以先定義一個 鎖 LockKEY ，add 成功的認為是得到鎖。並且設定[到期逾時] 時間，保證宕機後，也不會死結。

在具體操作完後，判斷是否此次操作已逾時。如果逾時則不刪除鎖，如果不逾時則刪除鎖。

虛擬碼：

 1          if (mc.Add("LockKey", "Value", expiredtime)) 2             { 3                 //得到鎖 4                 try 5                 { 6                     //do business  function 7  8                     //檢查逾時 9                     if (!CheckedTimeOut())10                     {11                         mc.Delete("LockKey");12                     }13                 }14                 catch (Exception e)15                 {16                     mc.Delete("LockKey");17                 }18                19             }

 

Redis 分布式鎖

Redis  沒有add 命令，但有SETNX（SET if Not eXists）若給定的 key 已經存在，則 SETNX不做任何動作。設定成功，返回 1 。設定失敗，返回 0 。

SETNX 命令不能設定到期時間，需要再使用 EXPIRE 命令設定到期時間。

虛擬碼：

            int lockResult = rd.SETNX("LockKey", "Value");            if (lockResult == 1)            {                //[1]得到鎖                //[2]設定逾時到期時間                rd.EXPIRE("LockKey", expiredtime);                try                {                    //do business  function                    //檢查逾時                    if (!CheckedTimeOut())                    {                        rd.DEL("LockKey");                    }                }                catch (Exception e)                {                    rd.DEL("LockKey");                }            }

　  這種做法，有一個很大的潛在風險。[1]得到鎖後，再執行[2] 設定到期時間。如果在這期間出現宕機，則會導致沒有設定到期時間。按Redis 的預設緩衝到期策略，這個鎖將不會釋放，產生死結。

所以不推薦用這種做法，應該用其它方式來實現鎖的逾時到期策略：

     1：SETNX  value 值=目前時間+到期逾時時間，返回1 則獲得鎖，返回0則沒有獲得鎖。轉2。

     2：GET 擷取 value 的值 。判斷鎖是否到期逾時。如果逾時，轉3。

     3：GETSET（將給定 key 的值設為 value ，並返回 key 的舊值），GETSET  value 值=目前時間+到期逾時時間， 判斷得到的value 如果仍然是逾時的，那就說明得到鎖，否則沒有得到鎖。

從2並發進到3 的操作，會多次改寫逾時時間，但這個不會有什麼影響。

虛擬碼：

 

            string expiredtime = DateTime.Now.AddMinutes(LockTimeoutMinutes).ToString();            int lockResult = rd.SETNX("LockKey", expiredtime);            bool getLock = false;            if (lockResult == 1)            {                //得到鎖                getLock = true;            }            else            {                string curExpiredtime = rd.GET("LockKey");                //檢查鎖逾時                if (CheckedLockTimeOut(expiredtime))                {                    expiredtime = DateTime.Now.AddMinutes(LockTimeoutMinutes).ToString();                    string newExpiredTime = GETSET(expiredtime);                    if (CheckedLockTimeOut(newExpiredTime))                    {                        //得到鎖                        getLock = true;                    }                }            }            if (getLock)            {                try                {                    //do business  function                    //檢查逾時                    if (!CheckedTimeOut())                    {                        rd.DEL("LockKey");                    }                }                catch (Exception e)                {                    rd.DEL("LockKey");                }            }

個人覺得這種做法，還是不完美。　

ZooKeeper的分布式鎖，下篇再學習探討。

 

參考：

鄭昀， 電商課題V：分布式鎖jeffkit， 用Redis實現分布式鎖 

Memcached 和 Redis 分布式鎖方案