Redis가 구현하는 분산 트랜잭션의 동시성 제어에 대한 자세한 설명

인터넷 애플리케이션의 발전으로 분산 시스템은 피할 수 없는 추세가 되었습니다. 분산 시스템에서는 여러 서비스 간에 데이터 상호 작용이 필요하며 이러한 데이터 상호 작용은 일련의 트랜잭션으로 볼 수 있습니다. 여러 서비스가 동시에 트랜잭션에 대해 작동하는 경우 동시성 제어가 필요합니다.

Redis는 분산 시스템에서 널리 사용되는 고성능 키-값 데이터베이스입니다. 트랜잭션 및 모니터링을 포함한 다양한 데이터 구조와 명령을 지원하므로 분산 시스템의 동시성 제어에 적합합니다. 이 기사에서는 Redis가 분산 트랜잭션의 동시성 제어를 구현하는 방법을 자세히 소개합니다.

1. Redis 트랜잭션

Redis 트랜잭션은 원자적 연산 순서입니다. 이러한 작업은 단일 명령으로 패키징되어 별도의 단계로 실행되도록 Redis 서버에 전달될 수 있으며, 이는 트랜잭션의 원자성을 보장합니다. Redis 트랜잭션에서는 MULTI 명령을 사용하여 트랜잭션을 시작하고, EXEC 명령을 사용하여 트랜잭션을 제출하고, DISCARD 명령을 사용하여 트랜잭션을 취소할 수 있습니다.

Redis 트랜잭션의 명령은 각 명령에 대한 요청을 보내지 않고도 트랜잭션을 시작한 후 지속적으로 실행할 수 있습니다. 클라이언트는 모든 명령을 실행한 후 EXEC 명령을 사용하여 Redis 서버에 일괄적으로 명령을 제출할 수 있습니다. 트랜잭션 실행 중에 오류가 발생하면 Redis는 트랜잭션을 취소하고 모든 수정을 금지합니다. 이렇게 하면 트랜잭션의 모든 작업이 실행되거나 아무것도 실행되지 않습니다.

2. Redis 모니터링

Redis 모니터링은 Redis가 분산 트랜잭션을 구현하는 데 핵심입니다. WATCH 명령을 사용하여 데이터베이스에 있는 하나 이상의 키를 모니터링합니다. LIST, SET, ZSET, HASH, STRING 등의 데이터 유형에는 모니터링되는 키가 존재해야 합니다. 모니터링 중에 이러한 키가 수정되면 트랜잭션이 성공적으로 커밋되지 않습니다. 모니터링하는 동안 클라이언트는 MULTI 명령을 사용하여 다른 트랜잭션을 시작할 수 있습니다.

예를 들어 다음 코드는 Redis 모니터링을 사용합니다.

WATCH balance
balance = GET balance
balance = balance - 10
MULTI
SET balance $balance
EXEC

이 코드는 "balance"라는 키를 모니터링하고 GET 명령을 사용하여 이 키에서 데이터를 가져온 다음 데이터에서 10을 뺍니다. 그런 다음 MULTI 명령을 사용하여 트랜잭션을 시작하고 데이터를 "balance"에 다시 씁니다.

이 트랜잭션의 다른 클라이언트도 "balance" 키를 모니터링하고 클라이언트가 MULTI 명령을 실행하기 전에 이 키를 수정하면 트랜잭션이 실패합니다. 트랜잭션이 성공적으로 제출되면 트랜잭션에 포함된 모든 작업이 Redis 서버에서 수행되기 전에 다른 클라이언트가 모니터링되는 키를 수정할 수 없습니다.

3. Redis 분산 잠금

여러 클라이언트에서 동시에 Redis 모니터링 명령을 호출하여 발생하는 경쟁 및 교착 상태 문제를 방지하기 위해 분산 잠금을 사용할 수 있습니다. Redis는 독립형 잠금과 클러스터 잠금이라는 두 가지 유형의 분산 잠금을 제공합니다.

1. 단일 머신 잠금

단일 머신 잠금은 가장 간단한 분산 잠금 구현입니다. 독립형 잠금에서는 SETNX 명령을 사용하여 잠금용 키 값을 설정할 수 있습니다. 예를 들어 다음 코드는 독립형 잠금을 사용합니다.

SETNX lock_key $current_time

이 코드는 값을 "lock_key"로 설정합니다. 이 키가 이전에 존재하지 않았다면 설정이 성공하고 1이 반환됩니다. 그렇지 않으면 잠금이 실패했음을 나타내는 0이 반환됩니다. 잠금 기간 동안에는 다른 클라이언트가 이 키를 수정할 수 없습니다. 이때 클라이언트는 자체 작업을 수행할 수 있습니다. 클라이언트가 작업을 완료하면 DEL 명령을 사용하여 잠금을 해제해야 합니다. 그러면 "lock_key"가 삭제되고 잠금이 해제됩니다.

2. 클러스터 잠금

클러스터 잠금은 더욱 강력한 분산 잠금 구현입니다. 클러스터 잠금에서는 Redlock 알고리즘을 다중 노드 잠금에 사용할 수 있습니다. Redlock 알고리즘은 클럭 동기화를 기반으로 하는 분산 잠금 알고리즘입니다. Redlock 알고리즘에서는 클라이언트가 먼저 잠금을 획득하고 현재 시간을 잠금 만료 시간으로 사용합니다. 또한 클라이언트는 이 잠금이 여러 노드에서 일관되게 유지되도록 다른 Redis 서버에서 잠금을 가져와야 합니다. 잠금 기간 동안 클라이언트는 자체 작업을 수행할 수 있습니다. 클라이언트가 작업을 완료하면 잠금을 해제해야 합니다. 이렇게 하면 잠금이 제거되고 동시에 모든 Redis 서버의 잠금이 제거됩니다.

4. 요약

인터넷 애플리케이션 개발에서는 분산 트랜잭션과 동시성 제어가 매우 중요합니다. Redis는 트랜잭션, 모니터링, 분산 잠금과 같은 메커니즘을 제공하므로 분산 시스템의 동시성 제어에 적합합니다. 이러한 메커니즘에 능숙하면 개발자가 분산 시스템을 더 효과적으로 설계 및 개발하고 분산 트랜잭션 및 동시성 제어 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

위 내용은 Redis가 구현하는 분산 트랜잭션의 동시성 제어에 대한 자세한 설명의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!