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django--redis分布式锁

liulanba 2024-06-17 10:19:54
简介django--redis分布式锁

Redis的分布式锁和事务是常用的并发控制机制,可以有效地避免多个客户端同时对同一资源进行修改或操作时出现的数据竞争问题。
分布式锁
分布式锁的作用是确保在分布式系统中,对同一资源的操作只有一个客户端在执行,避免出现并发冲突的情况。在Redis中,可以通过setnx命令(set if not exists)实现分布式锁。当一个客户端想要获得锁时,它会尝试通过setnx命令向Redis服务器发送一个写入请求。如果返回值是1,则说明该客户端成功获取了锁;如果返回值是0,则说明该锁已被其他客户端占用,该客户端获取锁失败。

为了保证分布式锁的正确性,需要在 Redis 中开启事务,并对 acquire() 和 release() 方法使用事务。
事务
事务的作用是保证一系列操作的原子性,即这些操作要么全部执行成功,要么全部不执行,避免中间出现异常或错误导致部分操作执行而部分不执行的情况。在Redis中,可以通过multi/exec命令实现事务。在执行multi命令之后,Redis会将客户端发送的所有命令缓存起来,而不是立即执行。直到执行exec命令时,Redis才会按照客户端发送的命令顺序,依次执行这些命令。

实现逻辑
在Redis中,可以使用pipeline方法创建管道,使用watch方法监控分布式锁的key。如果发现锁已被其他客户端占用,当前客户端会通过continue语句重新尝试获取锁。如果当前客户端成功获取了锁,就会在事务中执行一系列操作,包括更新数据库、保存缓存等操作。在事务执行完成后,当前客户端会释放锁,并删除缓存中的相关数据。

以下是一个使用Redis分布式锁和事务的示例代码,使用 Redis 分布式锁来确保同一时刻只有一个请求能够执行关键代码,并且在执行关键代码之前检查锁的状态,以避免竞争条件:

# 创建redis客户端
redis_client = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 加锁
lock_key = f"borrow_lock_{book_id}"
is_locked = redis_client.setnx(lock_key, 1)
if not is_locked:
    # 获取锁失败
    return HttpResponse('borrowing in progress')

try:
    with redis_client.pipeline() as pipe:
        while True:
            try:
                # 开启事务
                pipe.watch(lock_key)
                if not pipe.exists(lock_key):
                    continue
                # 尝试获取锁
                pipe.multi()
                pipe.expire(lock_key, 1)
                pipe.execute()
                redis_lock = redis_client.lock(lock_key, timeout=1)
                if redis_lock.acquire():
                    # 加锁成功,执行代码
                    pass
                break
            except redis.WatchError:
                continue
except Exception as e:
    print(e)
finally:
    # 释放锁
    redis_client.delete(lock_key)

示例的代码解析如下:

1.创建 Redis 客户端,连接到 Redis 服务器。

2.定义一个锁的 key,由 book_id 加上固定前缀 borrow_lock_ 组成。

3.使用 setnx() 方法尝试获取锁。如果获取失败,则说明有其他请求已经获取了锁,这里直接返回 HttpResponse(‘borrowing in progress’)。

4.如果获取锁成功,则使用 Redis 事务来执行关键代码。在事务开始之前,首先使用 watch() 方法监视锁的状态,如果锁已经被其他请求释放,则事务会回滚并重试。

5.在事务中,首先使用 exists() 方法检查锁是否仍然存在,如果不存在,则重试。

6.如果锁仍然存在,则使用 multi() 方法开启事务。然后设置锁的过期时间为 1 秒,并执行事务。

7.在事务执行成功后,使用 lock() 方法创建一个 Redis 锁,设置超时时间为 1 秒,并尝试获取锁。如果获取成功,则说明当前请求获得了锁,可以执行关键代码。如果获取失败,则说明锁已经被其他请求获取,当前请求需要重试。

8.在成功获取锁之后,执行关键代码。在这里,首先查询 book_id 对应的 Book 对象,然后根据该 Book 对象创建一个 BorrowRecord 对象,并将其保存到数据库中。接着,将 book_numbers 减 1,并保存到数据库中。

9.在完成关键代码的执行后,查询数据表,并返回给客户端。

10.在 finally 语句块中释放锁,这里使用 delete() 方法删除锁的 key。

风语者!平时喜欢研究各种技术,目前在从事后端开发工作,热爱生活、热爱工作。