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Redis 啟動新領(lǐng)域：過期利用潛力大展拳腳
Redis 是一個高性能的內(nèi)存鍵值數(shù)據(jù)庫，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于緩存、隊(duì)列、排行榜等領(lǐng)域。除此之外，Redis 還有一個強(qiáng)大的功能，即支持設(shè)置過期時間的鍵值對。這個功能為 Redis 在新領(lǐng)域大展拳腳提供了可能性。
既然 Redis 支持設(shè)置鍵值對的過期時間，那么我們就可以用 Redis 來實(shí)現(xiàn)一些與過期時間有關(guān)的功能。比如，我們可以實(shí)現(xiàn)一個分布式鎖，并設(shè)置一個過期時間，以避免鎖被長時間占用。又比如，我們可以用 Redis 實(shí)現(xiàn)一個延時隊(duì)列，讓任務(wù)在指定的時間后才會被執(zhí)行。
下面，我們將分別介紹如何使用 Redis 實(shí)現(xiàn)上述功能。
使用 Redis 實(shí)現(xiàn)分布式鎖
在多線程或多進(jìn)程環(huán)境中，我們常常需要使用鎖來保證數(shù)據(jù)的一致性。而在分布式環(huán)境中，則需要使用分布式鎖來保證數(shù)據(jù)的一致性。Redis 提供了一種基于 SETNX 命令實(shí)現(xiàn)的分布式鎖方案。
SETNX 命令可以設(shè)置一個鍵值對，如果鍵不存在則設(shè)置成功，并返回 1；如果鍵已經(jīng)存在則設(shè)置失敗，并返回 0。利用 SETNX 命令，我們可以實(shí)現(xiàn)一個分布式鎖，如下所示：
def acquire_lock(conn, lockname, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
"""
獲取一個分布式鎖，lockname 是鎖的名稱，acquire_timeout 是獲取鎖的超時時間，
lock_timeout 是鎖的超時時間。返回一個唯一的標(biāo)識符，用于釋放鎖。
"""
identifier = str(uuid.uuid4())
end = time.time() + acquire_timeout
while time.time()
if conn.setnx(lockname, identifier):
conn.expire(lockname, lock_timeout)
return identifier
elif not conn.ttl(lockname):
conn.expire(lockname, lock_timeout)
time.sleep(0.1)
return False
def release_lock(conn, lockname, identifier):
"""
釋放一個分布式鎖，lockname 是鎖的名稱，identifier 是獲取鎖時返回的標(biāo)識符。
如果標(biāo)識符不正確，則說明鎖已經(jīng)被其他客戶端釋放，此時不需要執(zhí)行釋放操作。
"""
pipe = conn.pipeline(True)
while True:
try:
pipe.watch(lockname)
if pipe.get(lockname) == identifier:
pipe.multi()
pipe.delete(lockname)
pipe.execute()
return True
pipe.unwatch()
break
except redis.exceptions.WatchError:
pass
return False
使用 Redis 實(shí)現(xiàn)延時隊(duì)列
延時隊(duì)列是一種非常實(shí)用的隊(duì)列，它可以讓任務(wù)在指定的時間后才被執(zhí)行。Redis 可以通過列表實(shí)現(xiàn)隊(duì)列，通過 sorted set 實(shí)現(xiàn)有序集合。我們可以將延時隊(duì)列分為兩部分，一部分是等待隊(duì)列，另一部分是就緒隊(duì)列。當(dāng)任務(wù)被添加到隊(duì)列中時，我們將任務(wù)加入到等待隊(duì)列中，并為其設(shè)置一個過期時間。當(dāng)任務(wù)的過期時間到達(dá)時，我們將任務(wù)從等待隊(duì)列中移除，并添加到就緒隊(duì)列中。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)一個基于 Redis 的延時隊(duì)列。
def execute_later(conn, queue, name, args=(), delay=0):
"""
將任務(wù)添加到延時隊(duì)列中，queue 是隊(duì)列的名稱，name 是任務(wù)的名稱，
args 是任務(wù)的參數(shù)，delay 是任務(wù)的延遲時間（以秒為單位）。
"""
identifier = str(uuid.uuid4())
item = {
"identifier": identifier,
"name": name,
"args": args,
"timestamp": time.time() + delay
}
conn.zadd(queue, {json.dumps(item): item["timestamp"]})
def poll_queue(conn, queue):
"""
從延時隊(duì)列中取出已經(jīng)就緒的任務(wù)，并執(zhí)行。
"""
while True:
item = conn.zrange(queue, 0, 0, withscores=True)
if not item or item[0][1] > time.time():
time.sleep(0.1)
continue
item = json.loads(item[0][0])
pipe = conn.pipeline(True)
pipe.zrem(queue, json.dumps(item))
pipe.execute()
return item
def worker(conn, queues):
"""
從多個隊(duì)列中取出任務(wù)，并執(zhí)行。
"""
while True:
item = None
for queue in queues:
item = poll_queue(conn, queue)
if item:
break
if not item:
time.sleep(0.1)
continue
name = item["name"]
args = item["args"]
try:
func = globals()[name]
except KeyError:
logging.warning("Unknown function %s" % name)
continue
try:
func(*args)
except Exception as e:
logging.warning("Function %s error: %s" % (name, str(e)))
總結(jié)
Redis 的過期功能為我們提供了一個很好的契機(jī)，可以讓我們在 Redis 的基礎(chǔ)上構(gòu)建一些有用的工具。比如，分布式鎖能夠解決多進(jìn)程/線程環(huán)境中的數(shù)據(jù)一致性問題，而延時隊(duì)列則能夠讓任務(wù)在指定的時間后執(zhí)行。希望本文能夠?qū)Υ蠹伊私?Redis 的應(yīng)用有所幫助。
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本文名稱：Redis啟動新領(lǐng)域過期利用潛力大展拳腳（redis獲取過期可用）
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