redis樂(lè)觀鎖與悲觀鎖怎么使用

本篇內(nèi)容主要講解“redis樂(lè)觀鎖與悲觀鎖怎么使用”，感興趣的朋友不妨來(lái)看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓小編來(lái)帶大家學(xué)習(xí)“redis樂(lè)觀鎖與悲觀鎖怎么使用”吧!

概念

Redis是一個(gè)內(nèi)存中的鍵值存儲(chǔ)系統(tǒng)，支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字符串、哈希、列表等。Redis提供了兩種鎖機(jī)制，即樂(lè)觀鎖和悲觀鎖。

樂(lè)觀鎖

樂(lè)觀鎖是一種樂(lè)觀的并發(fā)控制策略，它認(rèn)為數(shù)據(jù)在大多數(shù)情況下不會(huì)被其他線程占用，因此每次需要修改數(shù)據(jù)時(shí)，都不會(huì)獲取鎖，而是直接進(jìn)行修改。在Redis中，可以通過(guò)WATCH和CAS命令來(lái)實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖，WATCH命令用于監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)鍵，CAS命令用于檢查并更新鍵的值。

例如，假設(shè)有一個(gè)計(jì)數(shù)器鍵counter，多個(gè)客戶端都需要對(duì)其進(jìn)行操作。使用樂(lè)觀鎖的方式，可以在每個(gè)客戶端執(zhí)行操作之前，先通過(guò)WATCH命令監(jiān)視counter鍵：

WATCH counter
current_count = GET counter
new_count = current_count + 1
MULTI
SET counter new_count
EXEC

然后，在EXEC命令執(zhí)行之前，使用GET命令再次獲取counter鍵的值，并將其與之前獲取的值進(jìn)行比較。如果值相等，就說(shuō)明期間沒(méi)有其他客戶端對(duì)counter鍵進(jìn)行了修改，此時(shí)可以使用CAS命令將新值設(shè)置到counter鍵中。如果值不相等，則說(shuō)明期間有其他客戶端對(duì)counter鍵進(jìn)行了修改，需要重新執(zhí)行操作。

GET counter

悲觀鎖

悲觀鎖是一種悲觀的并發(fā)控制策略，它認(rèn)為數(shù)據(jù)在大多數(shù)情況下都會(huì)被其他線程占用，因此每次需要修改數(shù)據(jù)時(shí)，都會(huì)先獲取鎖，確保在修改期間沒(méi)有其他線程可以訪問(wèn)該數(shù)據(jù)。在Redis中，可以通過(guò)WATCH命令來(lái)實(shí)現(xiàn)悲觀鎖，該命令可以監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)鍵，如果在事務(wù)執(zhí)行期間有任何被監(jiān)視鍵的值發(fā)生了變化，整個(gè)事務(wù)會(huì)被回滾。

還是上文的例子

WATCH counter
current_count = GET counter
new_count = current_count + 1
MULTI
SET counter new_count
EXEC

如果在執(zhí)行事務(wù)期間，有其他客戶端修改了counter鍵，那么整個(gè)事務(wù)會(huì)被回滾，需要重新執(zhí)行。

悲觀鎖的優(yōu)點(diǎn)在于它可以確保數(shù)據(jù)的一致性，但缺點(diǎn)在于它需要獲取鎖，可能會(huì)引起線程的阻塞，影響并發(fā)性能。

樂(lè)觀鎖示例

假設(shè)有一個(gè)電商平臺(tái)，用戶可以在平臺(tái)上購(gòu)買(mǎi)商品。為了保證數(shù)據(jù)的一致性，我們可以使用Redis的樂(lè)觀鎖來(lái)實(shí)現(xiàn)商品庫(kù)存的扣減。

首先，我們需要在Redis中保存每個(gè)商品的庫(kù)存信息，使用hash數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)保存，例如：

然后，在業(yè)務(wù)邏輯中，當(dāng)用戶購(gòu)買(mǎi)一個(gè)商品時(shí)，需要執(zhí)行以下步驟：

• 使用WATCH命令監(jiān)視商品庫(kù)存鍵，例如stock:sku001；

• 使用GET命令獲取當(dāng)前商品庫(kù)存數(shù)量；

• 檢查商品庫(kù)存是否足夠，如果不足，直接返回錯(cuò)誤信息；

• 計(jì)算新的庫(kù)存數(shù)量，并使用MULTI命令開(kāi)啟一個(gè)事務(wù)；

• 使用HSET命令將新的庫(kù)存數(shù)量保存到Redis中；

• 執(zhí)行事務(wù)，如果在執(zhí)行期間有其他客戶端修改了商品庫(kù)存，會(huì)回滾事務(wù)，需要重新執(zhí)行。

下面是使用Spring Boot實(shí)現(xiàn)的示例代碼：

@Service
public class OrderService {
    private final RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    @Autowired
    public OrderService(RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }

    public void placeOrder(String sku, int quantity) {
        String stockKey = "stock:" + sku;
        while (true) {
            // 監(jiān)視商品庫(kù)存鍵，以便在事務(wù)開(kāi)始前檢測(cè)是否有其他客戶端修改了庫(kù)存
            redisTemplate.watch(stockKey);
            // 獲取當(dāng)前庫(kù)存數(shù)量
            int currentStock = redisTemplate.opsForHash().get(stockKey, sku);
            // 檢查庫(kù)存是否足夠
            if (currentStock < quantity) {
                // 庫(kù)存不足，放棄事務(wù)并拋出異常
                redisTemplate.unwatch();
                throw new RuntimeException("Out of stock");
            }
            // 計(jì)算新的庫(kù)存數(shù)量
            int newStock = currentStock - quantity;
            // 開(kāi)始事務(wù)
            redisTemplate.multi();
            // 更新庫(kù)存數(shù)量
            redisTemplate.opsForHash().put(stockKey, sku, newStock);
            // 提交事務(wù)
            List<Object> results = redisTemplate.exec();
            // 如果事務(wù)執(zhí)行成功，則退出循環(huán)
            if (results != null) {
                break;
            }
            // 如果事務(wù)執(zhí)行失敗，則重試
        }
    }
}

在上面的代碼中，我們使用RedisTemplate來(lái)操作Redis，其中watch方法用于監(jiān)視商品庫(kù)存鍵，opsForHash方法用于獲取和修改商品庫(kù)存的值，multi和exec方法用于開(kāi)啟和提交事務(wù)。

悲觀鎖示例

除了樂(lè)觀鎖，Redis還支持悲觀鎖，可以通過(guò)設(shè)置NX（Not Exist）或XX（Exist）標(biāo)志來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，當(dāng)NX標(biāo)志設(shè)置為true時(shí)，如果鎖不存在，會(huì)返回OK，并創(chuàng)建一個(gè)鎖；如果鎖已經(jīng)存在，會(huì)返回null，表示獲取鎖失敗。反之，當(dāng)XX標(biāo)志設(shè)置為true時(shí)，如果鎖已經(jīng)存在，會(huì)返回OK，表示獲取鎖成功；如果鎖不存在，會(huì)返回null，表示獲取鎖失敗。

下面是使用Spring Boot實(shí)現(xiàn)的悲觀鎖示例代碼：

@Service
public class OrderService {
    private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

    @Autowired
    public OrderService(RedisTemplate<String, String> redisTemplate) {
        this.redisTemplate = redisTemplate;
    }

    public void placeOrder(String sku, int quantity) {
        String lockKey = "lock:" + sku;
        // 嘗試獲取鎖，如果鎖已經(jīng)存在，說(shuō)明有其他線程正在執(zhí)行相關(guān)操作
        Boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "locked");
        if (!locked) {
            // 獲取鎖失敗，拋出異常
            throw new RuntimeException("Unable to acquire lock");
        }
        // 設(shè)置鎖的過(guò)期時(shí)間，防止鎖被一直占用
        redisTemplate.expire(lockKey, 10, TimeUnit.SECONDS);
        try {
            // 執(zhí)行訂單創(chuàng)建、扣減庫(kù)存等操作
        } finally {
            // 釋放鎖
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

在上面的代碼中，我們使用setIfAbsent方法來(lái)嘗試獲取鎖，如果鎖已經(jīng)存在，說(shuō)明其他線程正在執(zhí)行相關(guān)操作，此時(shí)會(huì)返回false，表示獲取鎖失敗；否則，會(huì)返回true，表示獲取鎖成功。如果獲取鎖成功，我們會(huì)設(shè)置鎖的過(guò)期時(shí)間，并執(zhí)行相關(guān)操作，最后釋放鎖。

到此，相信大家對(duì)“redis樂(lè)觀鎖與悲觀鎖怎么使用”有了更深的了解，不妨來(lái)實(shí)際操作一番吧！這里是億速云網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！