灵活的Redis实现行锁（redis 行锁）

灵活的Redis实现行锁

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在并发编程中，锁机制是必不可少的，因为多个线程竞争同一个资源时可能会引起数据不一致、死锁等问题。对于数据库来说，锁机制就显得非常重要。

Redis是一个高性能的KEY-Value存储数据库，除了支持基本的数据结构（String、List、Set、Hash等），还支持发布订阅、事务、Lua脚本等高级功能。Redis是单线程模型，并通过将数据存储在内存中来实现高性能。Redis的存储模型非常简单，一般采用键值对的方式来存储数据，存储在内存中；并支持基本的事务处理机制及多种锁机制（如分布式锁等）。Redis提供的锁机制有着很多优势，在实际应用中也得到了广泛应用。

但是，Redis自带的锁机制并不支持行级锁，一般是采用了全局锁或者使用需要客户端主动开启与关闭的方式（WATCH + MULTI / EXEC）。这样显然是不够灵活，对于实际应用中存在的数据竞争问题来说，可能会引发性能瓶颈及安全隐患，甚至会降低了系统的可扩展性。

本文介绍一种灵活高效的Redis实现行锁机制的方法。其关键点就是使用了Redis的原子操作来实现行级锁。下面，我们将通过一个简单的示例来说明。

代码实现

我们将使用Python来实现Redis的行锁机制，Python的Redis模块是一个Python中使用Redis的标准模块之一。在这里，我们将使用Redis模块的pipeline批量处理多个操作命令。

import redis

import time

class RedisLock(object):

“””

redis行锁

“””

def __init__(self, host, port, db, password=None):

“””

初始化Redis连接

“””

self.pool = redis.ConnectionPool(host=host, port=port, db=db, password=password)

self.redis_conn = redis.Redis(connection_pool=self.pool)

def lock(self, key, timeout=3):

“””

获取行锁

“””

while True:

deadline = time.time() + timeout # 加一个超时时间，避免死锁

if self.redis_conn.setnx(key, time.time() + timeout):

self.redis_conn.expire(key, timeout)

return True

elif time.time() > float(self.redis_conn.get(key)):

old_value = float(self.redis_conn.getset(key, time.time() + timeout))

if old_value == float(self.redis_conn.get(key)):

self.redis_conn.expire(key, timeout)

return True

time.sleep(0.1)

if time.time() > deadline:

return False

def unlock(self, key):

“””

释放行锁

“””

self.redis_conn.delete(key)

上述代码中，我们使用setnx方法来实现一个原子操作，用于获取锁。setnx方法可以防止并发操作的问题，因为只有一个线程能够获取到锁。如果获取锁成功，则会将锁的过期时间设置为timeout，并返回True。如果获取锁失败，则会执行获取锁失败的逻辑。

如果锁key已经存在，我们会用get方法获取锁的过期时间，判断锁是否已经过期，如果过期，则使用getset方法设置过期时间，并获取旧的过期时间，如果旧的过期时间与get方法获取到的过期时间相等，则可以认为获取锁成功。

而如果获取锁失败，则需要等待一段时间后继续尝试。在这里，我们采用了阻塞一段时间再重新尝试的方式，并在一定时间范围内进行限制，避免死锁。

总结

Redis是一个高性能的Key-Value存储数据库，其内置的锁机制不支持行锁。但是，如果我们需要实现行级锁的话，可以使用Redis的原子操作方法来实现。在这里，我们使用Python对Redis行锁进行了一个简单的演示。在实际开发中，我们可以将其封装成一个类库，供其他业务流程使用。这样可以避免数据竞争的问题，提高系统的可扩展性和安全性。

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