Penjelasan terperinci tentang pelaksanaan kunci teragih dalam Redis

Dengan perkembangan pesat Internet mudah alih dan pertumbuhan pesat volum data, sistem yang diedarkan menjadi semakin popular. Dalam sistem yang diedarkan, masalah operasi serentak telah menjadi lebih dan lebih menonjol Apabila beberapa utas meminta sumber dikongsi pada masa yang sama, sumber ini perlu dikunci untuk memastikan konsistensi data. Kunci teragih ialah salah satu penyelesaian berkesan untuk melaksanakan operasi serentak dalam sistem teragih Artikel ini akan memperkenalkan secara terperinci cara menggunakan Redis untuk melaksanakan kunci teragih.

1. Asas Redis

Redis ialah sistem storan nilai kunci berasaskan memori yang digunakan secara meluas dalam sistem teragih. Sebagai pangkalan data NoSQL berprestasi tinggi, Redis telah mendapat perhatian yang meluas untuk prestasi membaca dan menulis yang cekap serta struktur data yang kaya. Redis boleh melaksanakan storan teragih berdasarkan berbilang mesin dan menyokong struktur data berikut:

• String (rentetan)
• Hash (hash)
• Senarai (senarai)
• set (set)
• set tersusun (set diisih)

Operasi Redis adalah berdasarkan struktur data ini, yang diperlukan untuk melaksanakan kunci teragih Satu ciri Redis digunakan: SETNX (SET jika Tidak wujud), iaitu nilai kunci hanya boleh ditetapkan apabila kunci yang ditentukan tidak wujud. Jika kunci sudah wujud, operasi SETNX mengembalikan kegagalan.

2. Idea untuk melaksanakan kunci teragih

Untuk melaksanakan kunci teragih, anda perlu menjelaskan matlamat terlebih dahulu:

• Dalam persekitaran yang diedarkan, Apabila berbilang utas meminta sumber yang sama pada masa yang sama, pastikan hanya satu utas boleh mendapatkan kunci.
• Jika benang telah memperoleh kunci, benang lain perlu menunggu kunci dilepaskan.

Untuk mencapai matlamat di atas, idea berikut boleh diguna pakai:

• Gunakan arahan SETNX Redis untuk mencipta kunci baharu sebagai pengenalan kunci .
• Jika arahan SETNX berjaya dikembalikan, ini bermakna benang semasa telah memperoleh kunci.
• Tetapkan masa tamat tempoh kunci untuk mengelakkan kebuntuan.
• Apabila benang menyelesaikan tugasnya, kunci dilepaskan, iaitu kunci dipadamkan.

3. Contoh kod pelaksanaan

Mula-mula, buat sambungan Redis:

import redis

conn = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

Seterusnya, tentukan fungsi untuk memperoleh dan melepaskan kunci:

def acquire_lock(conn, lockname, acquire_timeout=10, lock_timeout=10):
    identifier = str(uuid.uuid4())
    lockname = "lock:" + lockname
    end = time.time() + acquire_timeout
    while time.time() < end:
        if conn.setnx(lockname, identifier):
            conn.expire(lockname, lock_timeout)
            return identifier
        elif not conn.ttl(lockname):
            conn.expire(lockname, lock_timeout)
        time.sleep(0.001)
    return False

def release_lock(conn, lockname, identifier):
    pipe = conn.pipeline(True)
    lockname = "lock:" + lockname
    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

Antaranya, fungsi acquire_lock digunakan untuk memperoleh kunci Penerangan parameter adalah seperti berikut:

• sambungan: Sambungan Redis.
• nama kunci: Nama kunci.
• acquire_timeout: Tamat masa apabila memperoleh kunci, lalai ialah 10 saat.
• lock_timeout: masa tamat tempoh kunci, lalai ialah 10 saat.

Fungsi ini mula-mula menjana pengecam rawak, kemudian cuba memperoleh kunci setiap 0.001 saat dan menetapkan masa tamat tempoh. Jika kunci tidak diperoleh dalam masa tamat yang ditentukan, False dikembalikan.

Fungsi release_lock digunakan untuk melepaskan kunci Penerangan parameter adalah seperti berikut:

• sambungan: Sambungan Redis.
• nama kunci: Nama kunci.
• pengecam: Pengecam dikembalikan apabila memperoleh kunci.

Fungsi ini mula-mula menggunakan arahan WATCH untuk memantau kunci Jika nilai kunci adalah sama dengan pengecam, ia menggunakan arahan MULTI untuk memadam kunci dan melaksanakan operasi. Jika tidak, tamatkan pemantauan dan kembalikan Salah.

Akhir sekali, fungsi kunci yang diedarkan boleh dilaksanakan menggunakan fungsi acquire_lock dan release_lock. Kod sampel adalah seperti berikut:

import time
import uuid

def do_task():
    print("Task started...")
    time.sleep(5)
    print("Task finished")

def main():
    lockname = "mylock"
    identifier = acquire_lock(conn, lockname)
    if not identifier:
        print("Failed to obtain lock")
        return
    try:
        do_task()
    finally:
        release_lock(conn, lockname, identifier)

if __name__ == '__main__':
    main()

Dalam kod sampel ini, fungsi acquire_lock digunakan untuk memperoleh kunci dan fungsi release_lock dipanggil untuk melepaskan kunci selepas melaksanakan tugas.

4. Ringkasan

Kunci teragih ialah teknologi yang digunakan secara meluas dalam sistem teragih, yang boleh menyelesaikan masalah ketekalan data dengan berkesan di bawah operasi serentak. Dalam artikel ini, kami memperkenalkan secara terperinci cara menggunakan Redis untuk melaksanakan kunci teragih Dengan menggunakan arahan SETNX Redis dan tetapan masa tamat, serta perintah WATCH dan MULTI, anda boleh melaksanakan fungsi kunci yang diedarkan.

Atas ialah kandungan terperinci Penjelasan terperinci tentang pelaksanaan kunci teragih dalam Redis. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!