浅谈Redis如何应对并发访问_Redis

前言

项目中经常会遇到这种场景，我们需要先将Redis数据读取到本地，然后进行修改，修改完成后在将数据写回Redis，这种读取-修改-写回操作，我们称之为RMW操作。当有多个客户端对同一份数据执行RMW操作的话，Redis如何保证RMW操作涉及的代码以原子性方式执行？

原子性操作

Redis的原子性操作是一种无锁操作，即可以保证并发控制，还能减少系统对并发性能的影响，

单命令模式

把Redis多个操作实现成一个操作，即为单命令模式。

Redis提供了INCR/DECR命令，可以对数据进行增值/减值操作，而且它们本身就是单个命令操作，Redis单线程模式，执行命令时具有互斥性。

示例说明

 public Long getIncrNumber(String key,long alive) 
    {
        RedisAtomicLong entityIdCounter = new RedisAtomicLong(key, redisTemplate.getConnectionFactory());
        Long incrNum = entityIdCounter.getAndIncrement();
        if (null == incrNum || incrNum.longValue()==0) 
        {
            entityIdCounter.expire(alive,TimeUnit.MILLISECONDS);
            incrNum = entityIdCounter.getAndIncrement();
        }
        return incrNum;
    }

说明：采用Reids的INCR命令，如果不存在的key则设置过期时间，如果key存在则进行递增操作返回。所以如果我们执行RMW操作进行相关的递增或者递减操作时，Redis提供的INCR和DECY命令可以保证并发控制。

多命令模式

当我们不是执行简单的加加减减操作，而是更加复杂的逻辑判断或者其他操作时，Redis是无法保证原子性，所以需要将多个操作写到一个Lua脚本中，Redis会把Lua脚本作为一个整体执行，在执行过程中不会被其他命令打断，从而保证了操作的原子性。

lua简介

Lua是一种轻量小巧的脚本语言，用标准C语言编写并以源代码形式开放， 其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。

示例说明

接口进行限流操作，同一用户3秒内不能重复访问，我们可以通过lua脚本来实现。

local key = KEYS[1]
local count = tonumber(ARGV[1])
local time = tonumber(ARGV[2])
local current = redis.call('get', key)
if current and tonumber(current) > count then
    return tonumber(current)
end
current = redis.call('incr', key)
if tonumber(current) == 1 then
    redis.call('expire', key, time)
end
return tonumber(current)

说明：key、count、time为三个传入参数，分别代表Redis的key、次数和过期时间。通过get获取key对应的值，获取的值为时间内访问接口的次数，如果为第一次访问则返回的为null，此时需要对当前key进行自增1操作，如果返回为数字，则需要判断返回的数字是否已经超过了cout值，如果超过说明已经超过限流了，直接返回。

建议

• 1.编写lua脚本不要进行复杂耗时的计算逻辑，否则执行lua时间过长，会导致Redis主线程阻塞。
• 2.lua脚本尽量简单，不要把所有的操作都放入到lua脚本中执行，这样会导致Redis执行脚本的时间增加，同时也会降低Redis的并发性能。

事务

关于事务保证原子性，采用的watch命令其原理和乐观锁的实现原理类似，详情可以参考juejin.cn/post/712582… 文章，本文就不在具体阐述。

加锁

关于Redis的分布式锁的实现，后续的章节进行详情说明。高并发环境下加锁虽然能够保证正确性，但是也会带来其他的问题：

• 加锁操作过多会降低系统的并发访问性能
• Redis客户端要加锁，需要使用分布式锁，而分布式锁实现复杂，增加复杂度。

总结