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Redis過期機(jī)制實(shí)現(xiàn)多線程互斥
Redis是一款非關(guān)系型內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,在實(shí)際運(yùn)用中,經(jīng)常用于分布式鎖的實(shí)現(xiàn)。在分布式鎖實(shí)現(xiàn)中,為了保證鎖的正確性和可靠性,需要考慮到鎖的過期問題,以避免出現(xiàn)死鎖等情況。本文將介紹Redis的過期機(jī)制實(shí)現(xiàn)多線程互斥的方法。
1.Redis鎖的實(shí)現(xiàn)方式
在Redis鎖的實(shí)現(xiàn)中，一般采用以下方式：
1.1 SETNX命令實(shí)現(xiàn)鎖的互斥
SETNX命令可以實(shí)現(xiàn)在KEY不存在的情況下，創(chuàng)建一個帶有value值的key。在SETNX命令實(shí)現(xiàn)分布式鎖的方法中,可以利用SETNX命令的特性,在key不存在的情況下 setnx key value 來創(chuàng)建一個帶有指定value的key,如果創(chuàng)建成功則表示該線程取得了該分布式鎖。
1.2 Redis常規(guī)鎖機(jī)制的缺點(diǎn)
在上述方式中,由于Redis是非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫,為了避免死鎖等情況出現(xiàn),需要設(shè)置多少秒后將key刪除,所以需要設(shè)置一個key的過期時間。但是，在實(shí)際運(yùn)用過程中，如果一旦持有鎖的線程宕機(jī)，而且此時Redis中key未被刪除，那么其他線程就無法取得該key，導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象。同時，如果某個線程因網(wǎng)絡(luò)原因?qū)е略谝欢〞r間內(nèi)無法修改該key的值，導(dǎo)致Redis中key的過期時間過期，也會導(dǎo)致死鎖現(xiàn)象。因此，為了解決這種情況，需要設(shè)置Redis過期機(jī)制。
2.Redis過期機(jī)制的實(shí)現(xiàn)方式
2.1 Redis過期機(jī)制的基本介紹
Redis提供的過期機(jī)制可以根據(jù)key的過期時間來刪除key，防止由于鎖持有者未正常解鎖等情況導(dǎo)致Redis中key一直存在。當(dāng)key的過期時間到達(dá)后（即key的存活時間已經(jīng)到了指定時間），Redis會自動刪除該key。可以通過TTL命令查看給定key距離過期還有多少秒，也可以通過DEL命令來重置計(jì)時器。
2.2 Redis過期機(jī)制的實(shí)現(xiàn)步驟
1）首先在Redis中設(shè)置一個key的過期時間，使用EXPIRE命令可將指定key的過期時間設(shè)為某個時間，當(dāng)時間到期后該key將被自動刪除。
2）加鎖時，設(shè)置該key的過期時間。
例如：
set key value ex 10
//表示設(shè)置該key的過期時間為10秒
3）在解鎖時，先判斷是否該key還未過期
例如：
if(redisClient.ttl(key)>0){
redisClient.del(key);
}
//如果該key未過期，刪除該key
4）如果該key已經(jīng)過期了，則不用刪除該key，因?yàn)樵谠搆ey過期后，Redis會自動將該key刪除。
3.Redis過期機(jī)制實(shí)現(xiàn)多線程互斥
在Redis分布式鎖實(shí)現(xiàn)中，為了保證鎖的正確性和可靠性，需要考慮到鎖的過期問題，以避免出現(xiàn)死鎖等情況。因此，本文提供以下兩種思路：
3.1 基于Redis過期機(jī)制的單線程鎖實(shí)現(xiàn)方式
在實(shí)現(xiàn)單線程鎖的過程中，設(shè)置一個key的過期時間以實(shí)現(xiàn)鎖的互斥。例如：
set key value ex 10
//表示設(shè)置該key的過期時間為10秒
在取鎖時獲取key的值，若獲取成功則可以獲得鎖，否則等待，并且每隔一段時間后重試獲取鎖，也可以直接拋出異常。例如：
while(true){
if(getResult==null){
if(retry_count>limit){
throw new Exception(“加鎖失敗”);
}
Thread.sleep(100);
retry_count++;
}else{
return true;
}
}
//如果getResult為null，則表示key不存在，可以加鎖
//如果經(jīng)過限定次數(shù)的重試無法加鎖成功，則拋出異常
3.2 基于Redis過期機(jī)制的多線程鎖實(shí)現(xiàn)方式
在多線程鎖的實(shí)現(xiàn)中，為了保證鎖的互斥性，需要考慮到Redis同步問題，即多線程爭奪一個key的問題。為此，需要在加鎖過程中對key進(jìn)行判斷，判斷該key是否已經(jīng)有線程取得；如果沒有，可以繼續(xù)往下執(zhí)行；如果已經(jīng)有線程取得，則需要等待，并重復(fù)判斷。例如：
while(true){
if(getResult==null){
//如果getResult為null，則表示key不存在，可以加鎖
if(redisClient.setnx(key,value)){
redisClient.expire(key, timeout);
return true;
}
Thread.sleep(10);
} else if(redisClient.get(key).equals(value)){
//如果鎖的持有者為當(dāng)前線程，則可以續(xù)租鎖
long time=redisClient.ttl(key);
if(time
redisClient.expire(key, extend_time);
}
return true;
}else{
Thread.sleep(10);
}
}
//如果加鎖失敗，則繼續(xù)重試
在解鎖時，先判斷是否該key還未過期；如果該key未過期，則刪除該key。例如：
if(redisClient.ttl(key)>0){
redisClient.del(key);
}
//如果該key未過期，刪除該key
綜上所述，基于Redis過期機(jī)制的多線程鎖實(shí)現(xiàn)方式能夠解決分布式鎖的過期問題，確保分布式鎖的正確性和可靠性，并且其實(shí)現(xiàn)方式簡單、效率高，是分布式鎖的一個理想實(shí)現(xiàn)方式。
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