談談Redis的SETNX

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談談Redis的SETNX發表於2015-09-14在 Redis 裡，所謂 SETNX，是「SET if Not eXists」的縮寫，也就是只有不存在的時候才設定，可以利用它來實現鎖的效果，不過很多人沒有意識到 SETNX 有陷阱！比如說：某個查詢資料庫的介面，因為調用量比較大，所以加了緩衝，並設定緩衝到期後重新整理，問題是當並發量比較大的時候，如果沒有鎖機制，那麼緩衝到期的瞬間，大量並發請求會穿透緩衝直接查詢資料庫，造成雪崩效應，如果有鎖機制，那麼就可以控制只有一個請求去更新緩衝，其它的請求視情況要麼等待，要麼使用到期的緩衝。下面以目前 PHP 社區裡最流行的 PHPRedis 擴充為例，實現一段示範代碼：<?php$ok = $redis->setNX($key, $value);if ($ok) {    $cache->update();    $redis->del($key);}?>緩衝到期時，通過 SetNX  擷取鎖，如果成功了，那麼更新緩衝，然後刪除鎖。看上去邏輯非常簡單，可惜有問題：如果請求執行因為某些原因意外退出了，導致建立了鎖但是沒有刪除鎖，那麼這個鎖將一直存在，以至於以後緩衝再也得不到更新。於是乎我們需要給鎖加一個到期時間以防不測：<?php$redis->multi();$redis->setNX($key, $value);$redis->expire($key, $ttl);$redis->exec();?>因為 SetNX 不具備設定到期時間的功能，所以我們需要藉助 Expire 來設定，同時我們需要把兩者用 Multi/Exec 包裹起來以確保請求的原子性，以免 SetNX 成功了 Expire 卻失敗了。 可惜還有問題：當多個請求到達時，雖然只有一個請求的 SetNX 可以成功，但是任何一個請求的 Expire 卻都可以成功，如此就意味著即便擷取不到鎖，也可以重新整理到期時間，如果請求比較密集的話，那麼到期時間會一直被重新整理，導致鎖一直有效。於是乎我們需要在保證原子性的同時，有條件的執行 Expire，接著便有了如下 Lua 代碼：local key   = KEYS[1]local value = KEYS[2]local ttl   = KEYS[3]local ok = redis.call(‘setnx‘, key, value) if ok == 1 then  redis.call(‘expire‘, key, ttl)end return ok沒想到實現一個看起來很簡單的功能還要用到 Lua 指令碼，著實有些麻煩。其實 Redis 已經考慮到了大家的疾苦，從 2.6.12 起，SET 涵蓋了 SETEX 的功能，並且 SET 本身已經包含了設定到期時間的功能，也就是說，我們前面需要的功能只用 SET 就可以實現。<?php$ok = $redis->set($key, $value, array(‘nx‘, ‘ex‘ => $ttl));if ($ok) {    $cache->update();    $redis->del($key);}?>如上代碼是完美的嗎？答案是還差一點！設想一下，如果一個請求更新緩衝的時間比較長，甚至比鎖的有效期間還要長，導致在緩衝更新過程中，鎖就失效了，此時另一個請求會擷取鎖，但前一個請求在緩衝更新完畢的時候，如果不加以判斷直接刪除鎖，就會出現誤刪除其它請求建立的鎖的情況，所以我們在建立鎖的時候需要引入一個隨機值：<?php$ok = $redis->set($key, $random, array(‘nx‘, ‘ex‘ => $ttl));if ($ok) {    $cache->update();    if ($redis->get($key) == $random) {        $redis->del($key);    }}?>如此基本實現了單機鎖，假如要實現分布鎖，請參考：Distributed locks with Redis，這裡就不深入討論了，總結：避免掉入 SETNX 陷阱的最好方法就是永遠不要使用它！

 

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