本篇内容主要讲解“redis乐观锁与悲观锁怎么使用”,感兴趣的朋友不妨来看看。本文介绍的方法操作简单快捷,实用性强。下面就让小编来带大家学习“redis乐观锁与悲观锁怎么使用”吧!
概念
Redis是一个内存中的键值存储系统,支持多种数据结构,如字符串、哈希、列表等。Redis提供了两种锁机制,即乐观锁和悲观锁。
乐观锁
乐观锁是一种乐观的并发控制策略,它认为数据在大多数情况下不会被其他线程占用,因此每次需要修改数据时,都不会获取锁,而是直接进行修改。在Redis中,可以通过WATCH和CAS命令来实现乐观锁,WATCH命令用于监视一个或多个键,CAS命令用于检查并更新键的值。
例如,假设有一个计数器键counter,多个客户端都需要对其进行操作。使用乐观锁的方式,可以在每个客户端执行操作之前,先通过WATCH命令监视counter键:
WATCH counter current_count = GET counter new_count = current_count + 1 MULTI SET counter new_count EXEC
然后,在EXEC命令执行之前,使用GET命令再次获取counter键的值,并将其与之前获取的值进行比较。如果值相等,就说明期间没有其他客户端对counter键进行了修改,此时可以使用CAS命令将新值设置到counter键中。如果值不相等,则说明期间有其他客户端对counter键进行了修改,需要重新执行操作。
GET counter
悲观锁
悲观锁是一种悲观的并发控制策略,它认为数据在大多数情况下都会被其他线程占用,因此每次需要修改数据时,都会先获取锁,确保在修改期间没有其他线程可以访问该数据。在Redis中,可以通过WATCH命令来实现悲观锁,该命令可以监视一个或多个键,如果在事务执行期间有任何被监视键的值发生了变化,整个事务会被回滚。
还是上文的例子
WATCH counter current_count = GET counter new_count = current_count + 1 MULTI SET counter new_count EXEC
如果在执行事务期间,有其他客户端修改了counter键,那么整个事务会被回滚,需要重新执行。
悲观锁的优点在于它可以确保数据的一致性,但缺点在于它需要获取锁,可能会引起线程的阻塞,影响并发性能。
乐观锁示例
假设有一个电商平台,用户可以在平台上购买商品。为了保证数据的一致性,我们可以使用Redis的乐观锁来实现商品库存的扣减。
首先,我们需要在Redis中保存每个商品的库存信息,使用hash数据结构来保存,例如:
然后,在业务逻辑中,当用户购买一个商品时,需要执行以下步骤:
使用WATCH命令监视商品库存键,例如stock:sku001;
使用GET命令获取当前商品库存数量;
检查商品库存是否足够,如果不足,直接返回错误信息;
计算新的库存数量,并使用MULTI命令开启一个事务;
使用HSET命令将新的库存数量保存到Redis中;
执行事务,如果在执行期间有其他客户端修改了商品库存,会回滚事务,需要重新执行。
下面是使用Spring Boot实现的示例代码:
@Service public class OrderService { private final RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate; @Autowired public OrderService(RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate) { this.redisTemplate = redisTemplate; } public void placeOrder(String sku, int quantity) { String stockKey = "stock:" + sku; while (true) { // 监视商品库存键,以便在事务开始前检测是否有其他客户端修改了库存 redisTemplate.watch(stockKey); // 获取当前库存数量 int currentStock = redisTemplate.opsForHash().get(stockKey, sku); // 检查库存是否足够 if (currentStock < quantity) { // 库存不足,放弃事务并抛出异常 redisTemplate.unwatch(); throw new RuntimeException("Out of stock"); } // 计算新的库存数量 int newStock = currentStock - quantity; // 开始事务 redisTemplate.multi(); // 更新库存数量 redisTemplate.opsForHash().put(stockKey, sku, newStock); // 提交事务 List<Object> results = redisTemplate.exec(); // 如果事务执行成功,则退出循环 if (results != null) { break; } // 如果事务执行失败,则重试 } } }
在上面的代码中,我们使用RedisTemplate来操作Redis,其中watch方法用于监视商品库存键,opsForHash方法用于获取和修改商品库存的值,multi和exec方法用于开启和提交事务。
悲观锁示例
除了乐观锁,Redis还支持悲观锁,可以通过设置NX(Not Exist)或XX(Exist)标志来实现。例如,当NX标志设置为true时,如果锁不存在,会返回OK,并创建一个锁;如果锁已经存在,会返回null,表示获取锁失败。反之,当XX标志设置为true时,如果锁已经存在,会返回OK,表示获取锁成功;如果锁不存在,会返回null,表示获取锁失败。
下面是使用Spring Boot实现的悲观锁示例代码:
@Service public class OrderService { private final RedisTemplate<String, String> redisTemplate; @Autowired public OrderService(RedisTemplate<String, String> redisTemplate) { this.redisTemplate = redisTemplate; } public void placeOrder(String sku, int quantity) { String lockKey = "lock:" + sku; // 尝试获取锁,如果锁已经存在,说明有其他线程正在执行相关操作 Boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "locked"); if (!locked) { // 获取锁失败,抛出异常 throw new RuntimeException("Unable to acquire lock"); } // 设置锁的过期时间,防止锁被一直占用 redisTemplate.expire(lockKey, 10, TimeUnit.SECONDS); try { // 执行订单创建、扣减库存等操作 } finally { // 释放锁 redisTemplate.delete(lockKey); } } }
在上面的代码中,我们使用setIfAbsent方法来尝试获取锁,如果锁已经存在,说明其他线程正在执行相关操作,此时会返回false,表示获取锁失败;否则,会返回true,表示获取锁成功。如果获取锁成功,我们会设置锁的过期时间,并执行相关操作,最后释放锁。