如何使用Redis解決高并發

這篇文章主要介紹了如何使用Redis解決高并發的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇如何使用Redis解決高并發文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

NoSQL

Not Only SQL的簡稱。NoSQL是解決傳統的RDBMS在應對某些問題時比較乏力而提出的。

即非關系型數據庫，它們不保證關系數據的ACID特性，數據之間一般沒有關聯，在擴展上就非常容易實現，并且擁有較高的性能。

Redis

redis是nosql的典型代表，也是目前互聯網公司的必用技術。

redis是鍵值(Key-Value)存儲數據庫，主要會使用到哈希表。大多數時候是直接以緩存的形式被使用，使得請求不直接訪問到磁盤，所以效率方面是很不錯的，完全能滿足中小型企業的使用需求。

常用數據類型

• 字符串string

• 散列hash

• 列表list

• 集合sets

• 有序集合sort set

使用頻率上string和hash會高一些，各個類型有各自的操作命令，無非增刪改查，具體的命令后面我會整理一份。

痛點

web應用在眾多請求同時發生時，可能會導致數據讀取、存儲上出現錯誤，即發生臟讀、臟數據生成。

在分布式項目下，會出現更多的問題。

思路

并發時，本質其實就是多個請求同時進來了，沒辦法正確的去進行處理。

可以將所有的請求放在 一個隊列，讓請求們按照一個順序，挨個進來執行業務邏輯。目前成熟的解決方案就是使用消息隊列，下次我會整理一篇消息隊列處理高并發的；

還有一個方法是直接將并行轉為串行，Java提供了synchronized，即同步，不過這個在效率要求比較苛刻的地方 或者 分布式項目下還是不太合適的方案，這里就引出了使用redis來實現分布式鎖，從而解決并發問題。

分布式鎖

在分布式項目中，使用一個唯一、通用、效率高的標識，來表示上鎖和解鎖。

redis實現起來很簡單，即對一個key是否存在來表示是否上鎖、是否解鎖。

以string類型舉例：

Integer stock = goodsMapper.getStock();
if (stock > 0) {
    stock =- 1;
    goodsMapper.updateStock(stock);
}

以上是最簡單的秒殺偽代碼，我們嘗試用redis實現分布式鎖。

// 這里是錯誤代碼，只是一個思考過程，請耐心看完哦
String key = "REDIS_DISTRIBUTION_LOCKER"; // 分布式鎖名稱
String value = jedisUtils.get(key);
if (value != null) { // 未上鎖
    // wingzingliu
    jedisUtils.set(key, 1); // 上鎖
    Integer stock = goodsMapper.getStock();
    if (stock > 0) {
        stock =- 1;
        goodsMapper.updateStock(stock);
        jedisUtils.del(key); // 釋放鎖
    }
}

以上代碼可能會出現一個問題，就是當同時多個請求進來，某次多個請求都拿到value為空，線程A進入if 走到// wingzingliu這里的時候，還未上鎖，其他請求也進來了，這樣就會出現臟數據了。

這里的代碼問題就是出在沒有考慮原子性問題。

所以我們要使用到redis的一個setNx命令，本質也是設置值，但是這是一個原子操作，執行之后會返回是否設置成功。

redis> SETNX job "programmer"    # job 設置成功
(integer) 1
 
redis> SETNX job "code-farmer"   # 嘗試覆蓋 job ，失敗
(integer) 0
 
redis> GET job                   # 沒有被覆蓋
"programmer"

重點關注 當有值時，會失敗，返回0。所以我們的代碼會改造成以下這個樣子。

// 這里是錯誤代碼，只是一個思考過程，請耐心看完哦
String key = "REDIS_DISTRIBUTION_LOCKER"; // 分布式鎖名稱
Long result = jedisUtils.setNx(key, 1);
if (result > 0) { // 上鎖成功，進入邏輯
    // wingzingliu1
    Integer stock = goodsMapper.getStock();
    if (stock > 0) {
        stock =- 1;
        goodsMapper.updateStock(stock);
 
        System.out.println("購買成功!");
    } else {
        System.out.println("沒有庫存了!");
    }
    // wingzingliu2
    jedisUtils.del(key); // 釋放鎖
}

以上我們就可以保證原子性，能正確的按照順序去處理。

可是還有一個隱藏的問題，就是當某個線程執行上鎖成功后，在wingzingliu1到wingzingliu2之間時，程序拋異常了，那么程序終止了，就無法釋放鎖，其他線程也都進不來了。

解決方案是加上try catch finally塊，在finally里面去釋放鎖。

可是那如果是宕機呢？上鎖之后宕機了，finally里面的依然不會執行，鎖沒有得到釋放，不手動處理的情況下，以后所有線程也無法進入。

所以引入了redis的過期時間，到了某個時間自動解鎖。

// 這里是不夠完善的代碼，請耐心看完哦
try {
    String key = "REDIS_DISTRIBUTION_LOCKER"; // 分布式鎖名稱
    Long result = jedisUtils.setNx(key, 1, 30); // 假設處理邏輯需要20s左右，設置了30秒自動過期
    if (result > 0) { // 上鎖成功，進入邏輯
        Integer stock = goodsMapper.getStock();
        if (stock > 0) {
            stock =- 1;
            goodsMapper.updateStock(stock);
 
            System.out.println("購買成功!");
        } else {
            System.out.println("沒有庫存了!");
        }
    }
} catch (Exception e) {
    
} finally {
    jedisUtils.del(key); // 釋放鎖
}

以上是比較完善的分布式鎖了，但是還有一個小瑕疵，就是假設某一次請求A處理的很慢，預計20s但是跑了35s，到了30s的時候鎖過期了，其他請求就自然進來了。

這不僅僅會導致一次并行，當請求A處理完時，依然會執行釋放鎖，這實際上是下一個線程上的鎖。以此類推，整個并發控制就亂了。

理論上可以設置一個更大的key過期時間，但是并不是最好的解決方案。這里就引出一個概念：鎖續命。

鎖續命

如其名，給鎖續命。實現就是 當鎖快過期的時候，去延長鎖的時間。假設一個30s的鎖，每個10s去檢測一下，鎖是否還在 如果在就重新延長至30s。這樣就避免掉了上面的這個可能出現的問題。

這里使用一個定時任務，周期性的調用即可。

擴展

剛剛對key設置的value是1，其實能使用請求ID來進行保存，這樣就能知道鎖是由哪個請求上的，在解鎖的時候 也可以避免解鎖了其他線程上的鎖。具體由前端傳遞，或者由服務端以某種規則生成都可以。

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