Redis分布式锁与单线程

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mob64ca12d70c79 2024-01-17 11:45:38 ©著作权

文章标签 Redis 分布式锁客户端 文章分类 Redis 数据库

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Redis分布式锁与单线程

介绍

在分布式系统中，为了保证数据的一致性和避免资源冲突，常常需要使用分布式锁。而Redis作为一种高性能的键值存储系统，也提供了分布式锁的实现。与传统的数据库锁不同，Redis分布式锁是通过单线程的方式实现的。

Redis分布式锁原理

Redis分布式锁的原理是通过Redis的原子操作来实现的。具体实现的步骤如下：

客户端尝试获取锁，即在Redis中设置一个特定的键值对，如果设置成功则表示获取锁成功；否则，获取锁失败。
客户端执行业务逻辑。
客户端释放锁，即删除Redis中的特定键值对。

通过以上步骤，Redis分布式锁可以保证在多个客户端同时竞争锁的情况下，只有一个客户端能够成功获取到锁。

Redis分布式锁的实现

下面是一个使用Redis分布式锁的示例代码：

import redis

def acquire_lock(conn, lock_name, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())
    lock_key = f"lock:{lock_name}"
    end = time.time() + acquire_timeout
    while time.time() < end:
        if conn.setnx(lock_key, identifier):
            conn.expire(lock_key, lock_timeout)
            return identifier
        elif not conn.ttl(lock_key):
            conn.expire(lock_key, lock_timeout)
        time.sleep(0.001)
    return False

def release_lock(conn, lock_name, identifier):
    lock_key = f"lock:{lock_name}"
    pipe = conn.pipeline(True)
    while True:
        try:
            pipe.watch(lock_key)
            if pipe.get(lock_key) == identifier:
                pipe.multi()
                pipe.delete(lock_key)
                pipe.execute()
                return True
            pipe.unwatch()
            break
        except redis.exceptions.WatchError:
            pass
    return False

上述代码中，acquire_lock函数用于获取锁，release_lock函数用于释放锁。

序列图

下面是上述示例代码的序列图：

sequenceDiagram
    participant Client
    participant Redis

    Client -> Redis: acquire_lock
    Redis --> Client: true

    Client -> Redis: business logic

    Client -> Redis: release_lock
    Redis --> Client: true

如上图所示，客户端首先通过acquire_lock函数尝试获取锁，如果成功则执行业务逻辑，最后通过release_lock函数释放锁。在整个过程中，Redis是单线程处理，保证了锁的竞争和释放的原子性。