基于redis乐观锁怎么实现并发排队-猿码集

1. 什么是乐观锁

在并发编程中，乐观锁（Optimistic Lock）是一种用于管理数据竞争的技术。它是针对读多写少的数据环境，通过在读取数据时，不加锁直接读取，同时记录版本号，并在写回数据时，检查数据的版本号是否发生变化，如果没有变化就直接写回，否则认为数据被其他线程修改过，需要进行重试或其它处理。

2. 使用redis实现并发排队的场景

如果在高并发场景下，多个用户同时对同一任务或资源进行操作，很容易造成数据的竞争和冲突，导致程序出现异常或逻辑错误，进而影响到用户体验。那么，我们可以借助redis的乐观锁（WATCH命令+事务）来实现并发排队，让多个用户按照先后顺序进行操作，避免数据竞争和冲突，进而提高程序的安全性和可靠性。

3. redis乐观锁的实现原理

redis乐观锁的实现原理是利用redis的事务和watch命令结合使用，其中watch命令是一种乐观锁机制，它会监听多个redis键（key）的值，当这些值被修改时，最终执行事务时，如果其中任意一个键的值被改变，事务会失败。这种机制保证了多个并发操作只有一个能成功执行，其他操作会重试，从而实现了并发排队的效果。

3.1 redis乐观锁流程示意图

3.2 redis乐观锁代码实现

redis乐观锁的代码实现主要包括如下几个步骤：

3.2.1 使用WATCH命令监听指定的redis键的值

通过redis的WATCH命令可以监听多个键（key）的值，当其中任意一个键的值被修改时，事务会失败。

WATCH key1 key2 key3 ...

其中，key1、key2、key3 ... 表示需要监听的redis键。

3.2.2 开启redis事务

通过redis的MULTI命令可以开启一个事务，该命令会返回一个标志位表示事务执行的状态，如果执行成功，返回状态为"OK"，否则返回其它错误信息。

MULTI

3.2.3 在事务中执行redis指令

在事务中可以执行多个redis指令，这些指令会被一次性执行，如果执行成功则将结果缓存到客户端的缓冲区，直到事务被提交或被回滚。

INCR key

其中，INCR命令可以对指定的redis键（key）进行原子加一操作。

3.2.4 提交事务

通过redis的EXEC命令可以提交一个redis事务，如果在事务执行期间没有其它客户端修改所有WATCH命令监听的键的值，则事务会成功执行；否则该事务会被回滚并标记为已修改。

EXEC

3.2.5 监控回滚并重试

如果事务没有被执行成功，不能保证排队成功，需要进行监控回滚并重试。

if ($result == null) { // 如果事务执行失败
    // 监控键值是否发生变化
    $redis->WATCH($key);      
    // 重新执行队列逻辑
    // ...
}

4. redis乐观锁并发排队的应用场景示例

下面以一个秒杀活动为例，介绍在高并发场景下如何使用redis乐观锁实现并发排队，避免数据竞争和冲突。

4.1 业务需求分析

假设有一个100元优惠券的秒杀活动，每个活动时间为1天，每个用户只能购买一次，活动期间购买成功的用户将获得100元的优惠券。

在该业务场景下，如何避免多个用户同时抢购一个优惠券，进而引发数据的竞争和冲突呢？这时，可以使用redis乐观锁的并发排队技术来实现。下面以PHP语言为例，介绍redis乐观锁如何实现并发排队。

4.2 抢购逻辑实现

我们可以使用redis的list队列来实现抢购逻辑，在执行队列逻辑之前，需要先进行如下操作:

4.2.1 设置redis的list队列

使用redis的lPush命令将购买用户信息写入list队列中。

$redis->lPush($key, $info);

其中，$key表示redis键，$info表示用户信息。

4.2.2 开启redis事务和监听redis键

使用redis的MULTI命令开启一个事务，并使用redis的WATCH命令监听刚才设置的redis键。

$redis->MULTI();
$redis->WATCH($key);

4.2.3 获取list队列的长度

使用redis的LLEN命令获取list队列的长度，这个长度就是排队的人数。

$queueLen = $redis->LLEN($key);

4.2.4 判断剩余的可售数量

假设有10个优惠券，使用redis的GET命令获取当前剩余的可售数量。

$count = $redis->GET('count');

其中，'count'表示可售数量的redis键。

4.2.5 判断排队用户是否超过可售数量

如果当前排队用户已经超过了可售数量，则停止处理排队逻辑，返回错误信息。

if ($queueLen > $count) { // 判断剩余的库存 
    throw new Exception('很抱歉，优惠券已经售罄！');
}

4.2.6 执行购买逻辑

如果排队用户还未超过可售数量，则可以进行购买逻辑。

// 执行购买逻辑
// ...
// 在完整的业务逻辑处理完成后，务必执行如下的提交事务
$res = $redis->EXEC();
if ($res) { // 执行成功
    // ...
} else { // 失败则回滚
    // 监控键值是否发生变化
    $redis->WATCH($key);
    // 重新执行队列逻辑
    // ...
}

5. 总结

在高并发场景下，使用redis乐观锁并发排队技术是一种很好的解决并发问题的方法。本文介绍了redis乐观锁以及它在并发排队中的应用实例，希望对读者在实际开发中有所帮助。

基于redis乐观锁怎么实现并发排队