Redis 분산 잠금 구현 방법

Redis는 데이터를 저장하고 읽을 수 있는 오픈소스 인메모리 데이터 캐싱 시스템입니다. 분산 환경에서는 여러 애플리케이션이 동일한 리소스에서 동시에 작동할 때 더티 데이터 및 데이터 불일치 문제가 발생할 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 분산 잠금을 도입하여 데이터 일관성을 보장할 수 있습니다.

이 글은 Redis 분산 잠금의 적용 시나리오, 원칙 및 구현 방법을 소개하여 독자가 Redis를 사용하여 분산 잠금을 구현하는 방법을 이해하는 데 도움이 됩니다.

1. 애플리케이션 시나리오

분산 시스템에서는 애플리케이션이 동시에 여러 리소스를 운영해야 할 수도 있습니다. 그렇다면 리소스에 대한 이 애플리케이션의 작업이 스레드로부터 안전한지 어떻게 보장할 수 있을까요? 이때 분산 잠금을 도입해야 합니다.

분산 잠금을 사용하면 다음 문제를 해결할 수 있습니다.

(1) 여러 클라이언트가 동시에 동일한 리소스를 수정하여 데이터 불일치가 발생하는 것을 방지합니다.

(2) 네트워크 지연 및 기타 문제로 인해 클라이언트가 동일한 리소스를 여러 번 수정하지 않도록 하세요.

(3) 클라이언트가 너무 오랫동안 리소스를 점유하여 다른 클라이언트가 리소스에 정상적으로 액세스할 수 없게 되는 것을 방지합니다.

2. 원리

Redis 분산 잠금은 주로 setnx 명령을 통해 구현됩니다. setnx 명령은 Redis의 원자성 작업으로, 여러 클라이언트의 동시 작업에서 하나의 클라이언트만 성공적으로 키-값 쌍을 Redis로 설정할 수 있도록 보장합니다.

다음으로 Redis 분산 잠금의 구체적인 구현을 살펴보겠습니다.

3. 구현 방법

(1) 잠금 획득

잠금 획득 과정에서 setnx 명령을 사용하여 키-값 쌍을 설정해야 합니다. 설정이 성공하면 잠금을 획득했다는 의미입니다. 설정에 실패하면 일정 시간 동안 기다렸다가 다시 잠금을 획득해야 합니다.

먼저 다음 코드 블록을 통해 잠금을 얻습니다.

boolean lock = jedis.setnx(key, value) == 1;

그 중 key와 value는 각각 잠금의 이름과 값을 나타내며 jedis는 Redis 클라이언트를 나타냅니다.

Redis에 잠금 이름이 없으면 위 코드의 반환 값은 1로 설정이 성공하여 잠금을 획득했음을 나타냅니다. Redis에 잠금 이름이 이미 존재하는 경우 위 코드의 반환 값은 0으로, 설정에 실패하여 잠금 획득에 실패했음을 나타냅니다.

(2) 잠금 해제

잠금을 해제하는 과정에서 del 명령을 사용하여 Redis에서 키-값 쌍을 삭제해야 합니다.

먼저 다음 코드 블록을 통해 잠금을 해제합니다.

long result = jedis.del(key);

그 중 key는 잠금 이름을 나타내고 jedis는 Redis 클라이언트를 나타냅니다.

Redis의 키-값 쌍이 성공적으로 삭제되면 위 코드의 반환 값은 1이며 이는 잠금이 성공적으로 해제되었음을 나타냅니다. Redis에 키-값 쌍이 존재하지 않는 경우 위 코드의 반환 값은 0이며 이는 잠금 해제에 실패했음을 나타냅니다.

(3) 잠금 만료 시간 설정

잠금이 항상 점유되는 것을 방지하려면 잠금 만료 시간을 설정해야 합니다. 잠금 보유자가 일정 시간 내에 잠금을 해제하지 않으면 Redis는 자동으로 잠금을 삭제하여 잠금이 영원히 점유되는 것을 방지합니다.

먼저 다음 코드 블록을 통해 잠금 만료 시간을 설정해야 합니다.

jedis.expire(key, timeout);

그 중 key는 잠금 이름을 나타내고, timeout은 잠금 만료 시간(초)을 나타냅니다.

다른 클라이언트의 잠금을 실수로 삭제하는 것을 방지하려면 잠금 값이 획득 시 설정한 값과 일치하는지 확인해야 합니다.

String value = jedis.get(key);
if (StringUtils.isNotBlank(value) && value.equals(uuid)) {
  jedis.del(key);
}

그중 uuid는 잠금을 획득하기 위한 클라이언트의 고유 식별자를 나타냅니다.

(4) 다른 클라이언트의 잠금이 실수로 삭제되는 것을 방지

잠금을 사용한 후에는 잠금을 올바르게 해제해야 합니다. 그렇지 않으면 다른 클라이언트의 잠금이 실수로 삭제됩니다.

따라서 다른 클라이언트의 잠금이 실수로 삭제되는 것을 방지하려면 코드에 고유 식별자를 추가해야 합니다.

먼저 잠금을 획득하는 과정에서 아래와 같이 클라이언트에 대한 고유 식별자를 생성해야 합니다.

String uuid = UUID.randomUUID().toString();

그런 다음 잠금을 획득하고 잠금을 해제하는 과정에서 키에 해당하는 값은 uuid Equal과 동일하여 현재 클라이언트가 잠금을 획득했는지 여부를 확인하며, 잠금을 획득하고 해제하는 과정에서 uuid를 키에 해당하는 값으로 설정해야 합니다. .

구체적인 코드는 다음과 같습니다.

boolean lock = jedis.setnx(key, uuid) == 1;
if (lock) {
  jedis.expire(key, timeout);
}

// 释放锁
String value = jedis.get(key);
if (StringUtils.isNotBlank(value) && value.equals(uuid)) {
  jedis.del(key);
}

(5) 잘못된 사용 예

분산 잠금을 사용하는 과정에서 다음과 같은 상황이 발생하면 교착 상태가 발생합니다.

// 获取锁
jedis.setnx(key, value);

// 不释放锁

따라서 잠금 중에 사용할 때 프로세스 중에 잠금을 올바르게 해제하는 데 주의를 기울여야 합니다. 그렇지 않으면 시스템에 예측할 수 없는 결과가 초래됩니다.

(6) 구현 클래스

마지막으로 위 코드를 Redis 분산 잠금 클래스로 캡슐화하는 방법을 살펴보겠습니다.

import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.UUID;

public class RedisLock {

    private static final String LOCK_SUCCESS = "OK";
    private static final String SET_IF_NOT_EXIST = "NX";
    private static final String SET_WITH_EXPIRE_TIME = "PX";

    private Jedis jedis;

    public RedisLock(Jedis jedis) {
        this.jedis = jedis;
    }

    /**
     * 尝试获取分布式锁
     * @param key 锁
     * @param requestId 请求标识
     * @param expireTime 超期时间（秒）
     * @return 是否获取成功
     */
    public boolean tryGetDistributedLock(String key, String requestId, int expireTime) {
        String result = jedis.set(key, requestId, SET_IF_NOT_EXIST, SET_WITH_EXPIRE_TIME, expireTime);
        return LOCK_SUCCESS.equals(result);
    }

    /**
     * 释放分布式锁
     * @param key 锁
     * @param requestId 请求标识
     * @return 是否释放成功
     */
    public boolean releaseDistributedLock(String key, String requestId) {
        String value = jedis.get(key);
        if (value != null && value.equals(requestId)) {
            jedis.del(key);
            return true;
        }
        return false;
    }

    /**
     * 获取请求标识
     * @return 请求标识
     */
    public static String getRequestId() {
        return UUID.randomUUID().toString();
    }

}

이 시점에서 Redis 분산 잠금 구현이 완료되었습니다.

4. 요약

이 기사는 Redis 분산 잠금의 애플리케이션 시나리오, 원칙 및 구현 방법을 소개하여 독자가 Redis를 사용하여 분산 잠금을 구현하는 방법을 이해하는 데 도움이 됩니다. 분산 잠금의 구현은 상대적으로 복잡하기 때문에 잠금 값이 잠금을 획득할 때 설정한 값과 일치하는지 확인하고 프로세스 중에 uuid를 키 값으로 설정하는 등 몇 가지 세부 사항에 주의해야 합니다. 잠금 획득 및 해제 해당 값은 중간입니다. 분산 잠금을 올바르게 사용해야만 분산 시스템에서 데이터의 일관성과 신뢰성이 보장될 수 있습니다.

위 내용은 Redis 분산 잠금 구현 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!