redis樂觀鎖與悲觀鎖怎么使用

本篇內容主要講解“redis樂觀鎖與悲觀鎖怎么使用”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡單快捷，實用性強。下面就讓小編來帶大家學習“redis樂觀鎖與悲觀鎖怎么使用”吧!

概念

Redis是一個內存中的鍵值存儲系統，支持多種數據結構，如字符串、哈希、列表等。Redis提供了兩種鎖機制，即樂觀鎖和悲觀鎖。

樂觀鎖

樂觀鎖是一種樂觀的并發控制策略，它認為數據在大多數情況下不會被其他線程占用，因此每次需要修改數據時，都不會獲取鎖，而是直接進行修改。在Redis中，可以通過WATCH和CAS命令來實現樂觀鎖，WATCH命令用于監視一個或多個鍵，CAS命令用于檢查并更新鍵的值。

例如，假設有一個計數器鍵counter，多個客戶端都需要對其進行操作。使用樂觀鎖的方式，可以在每個客戶端執行操作之前，先通過WATCH命令監視counter鍵：

WATCH counter
current_count = GET counter
new_count = current_count + 1
MULTI
SET counter new_count
EXEC

然后，在EXEC命令執行之前，使用GET命令再次獲取counter鍵的值，并將其與之前獲取的值進行比較。如果值相等，就說明期間沒有其他客戶端對counter鍵進行了修改，此時可以使用CAS命令將新值設置到counter鍵中。如果值不相等，則說明期間有其他客戶端對counter鍵進行了修改，需要重新執行操作。

GET counter

悲觀鎖

悲觀鎖是一種悲觀的并發控制策略，它認為數據在大多數情況下都會被其他線程占用，因此每次需要修改數據時，都會先獲取鎖，確保在修改期間沒有其他線程可以訪問該數據。在Redis中，可以通過WATCH命令來實現悲觀鎖，該命令可以監視一個或多個鍵，如果在事務執行期間有任何被監視鍵的值發生了變化，整個事務會被回滾。

還是上文的例子

WATCH counter
current_count = GET counter
new_count = current_count + 1
MULTI
SET counter new_count
EXEC

如果在執行事務期間，有其他客戶端修改了counter鍵，那么整個事務會被回滾，需要重新執行。

悲觀鎖的優點在于它可以確保數據的一致性，但缺點在于它需要獲取鎖，可能會引起線程的阻塞，影響并發性能。

樂觀鎖示例

假設有一個電商平臺，用戶可以在平臺上購買商品。為了保證數據的一致性，我們可以使用Redis的樂觀鎖來實現商品庫存的扣減。

首先，我們需要在Redis中保存每個商品的庫存信息，使用hash數據結構來保存，例如：

然后，在業務邏輯中，當用戶購買一個商品時，需要執行以下步驟：

• 使用WATCH命令監視商品庫存鍵，例如stock:sku001；

• 使用GET命令獲取當前商品庫存數量；

• 檢查商品庫存是否足夠，如果不足，直接返回錯誤信息；

• 計算新的庫存數量，并使用MULTI命令開啟一個事務；

• 使用HSET命令將新的庫存數量保存到Redis中；

• 執行事務，如果在執行期間有其他客戶端修改了商品庫存，會回滾事務，需要重新執行。

下面是使用Spring Boot實現的示例代碼：

@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) {
            // 監視商品庫存鍵，以便在事務開始前檢測是否有其他客戶端修改了庫存
            redisTemplate.watch(stockKey);
            // 獲取當前庫存數量
            int currentStock = redisTemplate.opsForHash().get(stockKey, sku);
            // 檢查庫存是否足夠
            if (currentStock < quantity) {
                // 庫存不足，放棄事務并拋出異常
                redisTemplate.unwatch();
                throw new RuntimeException("Out of stock");
            }
            // 計算新的庫存數量
            int newStock = currentStock - quantity;
            // 開始事務
            redisTemplate.multi();
            // 更新庫存數量
            redisTemplate.opsForHash().put(stockKey, sku, newStock);
            // 提交事務
            List<Object> results = redisTemplate.exec();
            // 如果事務執行成功，則退出循環
            if (results != null) {
                break;
            }
            // 如果事務執行失敗，則重試
        }
    }
}

在上面的代碼中，我們使用RedisTemplate來操作Redis，其中watch方法用于監視商品庫存鍵，opsForHash方法用于獲取和修改商品庫存的值，multi和exec方法用于開啟和提交事務。

悲觀鎖示例

除了樂觀鎖，Redis還支持悲觀鎖，可以通過設置NX（Not Exist）或XX（Exist）標志來實現。例如，當NX標志設置為true時，如果鎖不存在，會返回OK，并創建一個鎖；如果鎖已經存在，會返回null，表示獲取鎖失敗。反之，當XX標志設置為true時，如果鎖已經存在，會返回OK，表示獲取鎖成功；如果鎖不存在，會返回null，表示獲取鎖失敗。

下面是使用Spring Boot實現的悲觀鎖示例代碼：

@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;
        // 嘗試獲取鎖，如果鎖已經存在，說明有其他線程正在執行相關操作
        Boolean locked = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(lockKey, "locked");
        if (!locked) {
            // 獲取鎖失敗，拋出異常
            throw new RuntimeException("Unable to acquire lock");
        }
        // 設置鎖的過期時間，防止鎖被一直占用
        redisTemplate.expire(lockKey, 10, TimeUnit.SECONDS);
        try {
            // 執行訂單創建、扣減庫存等操作
        } finally {
            // 釋放鎖
            redisTemplate.delete(lockKey);
        }
    }
}

在上面的代碼中，我們使用setIfAbsent方法來嘗試獲取鎖，如果鎖已經存在，說明其他線程正在執行相關操作，此時會返回false，表示獲取鎖失敗；否則，會返回true，表示獲取鎖成功。如果獲取鎖成功，我們會設置鎖的過期時間，并執行相關操作，最后釋放鎖。

到此，相信大家對“redis樂觀鎖與悲觀鎖怎么使用”有了更深的了解，不妨來實際操作一番吧！這里是億速云網站，更多相關內容可以進入相關頻道進行查詢，關注我們，繼續學習！