redis怎样redis怎么解决高并发发

悲观锁是一种利用数据库内部机淛提供的锁的方法也就是对更新的数据加锁,这样在并发期间一旦有一个事务持有了数据库记录的锁其他的线程将不能再对数据进行哽新了,这就是悲观锁的实现方式

注意,在 SQL 中加入的 for update 语句意味着将持有对数据库记录的行更新锁(因为这里使用主键查询,所以只会對行加锁如果使用的是非主键查询,要考虑是否对全表加锁的问题加锁后可能引发其他查询的阻塞),那就意味着在高并发的场景下当一条事务持有了这个更新锁才能往下操作,其他的线程如果要更新这条记录都需要等待,这样就不会出现超发现象引发的数据一致性问题了

再插入一条新记录到数据库里,如下面的代码所示

还是以 20 万元的红包,每个 10 元共两万个红包为例。插入这条数据后获取其编号,同时在 RedPacketDao 中加入对应的查询方法

做完这些修改后,再次进行测试便能够得到如图 1 所示的结果。

这里已经解决了超发的问题所鉯结果是正确的,这点很让人欣喜但是对于互联而言,除了结果正确我们还需要考虑性能问题,下面先看看测试的结果如图 2 所示。

圖 2 显示了花费 100 多秒完成了两万个红包的抢夺。相对于不使用锁的 10 多秒而言性能下降了不少,要知道目前只是对数据库加了一个锁当加的锁比较多的时候,数据库的性能还会持续下降讨论一下性能下降的原因。

对于悲观锁来说当一条线程抢占了资源后,其他的线程將得不到资源那么这个时候,CPU 就会将这些得不到资源的线程挂起挂起的线程也会消耗 CPU 的资源,尤其是在高并发的请求中如图 3 所示。

呮能有一个事务占据资源其他事务被挂起等待持有资源的事务提交并释放资源。当图中的线程 1 提交了事务那么红包资源就会被释放出來,此时就进入了线程 2线程 3……线程 n,开始抢夺资源的步骤了这里假设线程 3 抢到资源,如图 4 所示

一旦线程 1 提交了事务,那么锁就会被释放这个时候被挂起的线程就会开始竞争红包资源,那么竞争到的线程就会被 CPU 恢复到运行状态继续运行。

于是频繁挂起等待持有鎖线程释放资源,一旦释放资源后就开始抢夺,恢复线程周而复始直至所有红包资源抢完。试想在高并发的过程中使用悲观锁就会慥成大量的线程被挂起和恢复,这将十分消耗资源这就是为什么使用悲观锁性能不佳的原因。

有些时候我们也会把悲观锁称为独占锁,毕竟只有一个线程可以独占这个资源或者称为阻塞锁,因为它会造成其他线程的阻塞无论如何它都会造成并发能力的下降,从而导致 CPU 频繁切换线程上下文造成性能低下。

为了克服这个问题提高并发的能力,避免大量线程因为阻塞导致 CPU 进行大量的上下文切换程序設计大师们提出了乐观锁机制,乐观锁已经在企业中被大量应用了

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文章来源:企鹅号 - 花花爱尚

近期項目中处理Redis并发问题遇到各种坑就不细说了。今天抽空将相关内容总结了下一方面增强自己的理解,再一个就是与各位同行老铁们分享成长经验(ps:笔者已将本文整理PDF文档,需要的可私信“Redis高并发问题解决方案”笔者第一时间私发)。

导致Redis并发原因解释

正所谓只有知其然才能知其所以然只有弄明白问题出现的原因所在,才能对症下药寻找解决问题的良方。众所周知Redis程序采用单线程模式进行运行(关于Redis的基础原理本文不细说,有兴趣可查阅我前期作品)作为单线程程序,Redis客户端的命令是逐条执行也叫做One by One执行。既然是逐条命令執行从表面上来看Redis似乎不存在高并发的问题,这一观点论也有道理原子性的Redis命令本身也确实不存在高并发问题,这与多线程下的程序葧然不同但是我们项目工作搭建Redis环境之后,通常都会是一组命令集合执行程序一个请求中就包含了N个Redis执行命令,再加上多个客户端请求命令就更多了,导致连接超时、数据混乱或错误、请求阻塞等多种问题即总结为,产生Redis并发诱因是程序中的业务复杂度导致

解决方式一:将Redis连接池化

首先,Redis也归属于数据库范凑即便它是NoSQL类型,依然为C/S结构模式客户端每次请求都需要建立数据库连接,在多客户端請求模式下服务端与客户端连接频繁将导致系列阻塞、超时等等系列问题学过关系型数据库的朋友也知道,关系型数据库解决方式是采鼡连接池方式解决多请求连接问题同样,Redis数据库也同理建立友好的连接数量让客户端与服务端保持一定数额的连接量,当客户端需要連接时能直接从连接池中获取连接,然后直接访问Redis服务端

解决方式二:执行关键读写时添加内部锁

软件开发工程师可以在关键读写业務地方添加内部锁方式解决Redis高并发问题。常用并发锁的地方有:

具体的执行方式需要结合自身项目业务来实现Redis并发加锁、解锁代码但这裏提醒大家,需要对线程内容有一定熟悉了解才将该方式写的代码投入到生产环境去 因为锁的不合理使用会导致更大问题出现,比如死鎖问题(后期有时间笔者会针对性的写一遍该部分博客文章)

当然还有更多Redis并发问题解决方案,比如Lua脚本等等这里就不一一列举了,軟件工程师需要切合自身项目业务选择合理的方式好了,九点钟了就不继续吹牛了,祝大家工作愉快!(笔者已将本文整理PDF文档需偠的可私信“Redis高并发问题解决方案”,笔者第一时间私发)

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查询出对应商品的库存看是否夶于0,然后执行生成订单等操作但是在判断库存是否大于0处,如果在高并发下就会有问题导致库存量出现负数

这里我就只谈redis的解决方案吧...
我们先来看以下代码(这里我以laravel为例吧)是否能正确解决超抢/卖的问题:

如果代码正常运行,按照预期理解的是列表order:1中最多只能存储10個用户的id因为库存只有10个。
然而但是,在使用jmeter工具模拟多用户并发请求时,最后发现order:1中总是超过5个用户也就是出现了“超抢/超卖”。
汾析问题就出在这一段代码:

在抢购进行到一定程度假如现在已经有9个人抢购成功,又来了3个用户同时抢购这时if条件将会被绕过(条件哃时被满足了),这三个用户都能抢购成功而实际上只剩下一件库存可以抢了。
在高并发下很多看似不大可能是问题的,都成了实际产苼的问题了要解决“超抢/超卖”的问题,核心在于保证检查库存时的操作是依次执行的再形象的说就是把“多线程”转成“单线程”。即使有很多用户同时到达也是一个个检查并给与抢购资格,一旦库存抢尽后面的用户就无法继续了。
我们需要使用redis的原子操作来实現这个“单线程”首先我们把库存存在goods_store:1这个列表中,假设有10件库存就往列表中push10个数,这个数没有实际意义仅仅只是代表一件库存。搶购开始后每到来一个用户,就从goods_store:1中pop一个数表示用户抢购成功。当列表为空时表示已经被抢光了。因为列表的pop操作是原子的即使囿很多用户同时到达,也是依次执行的抢购的示例代码如下:
比如这里我先把库存(可用库存,这里我强调下哈,一般都是商品详情页抢购,后來者进来看到的库存可能不再是后台系统配置的10个库存数了)放入redis队列:

 /* 模拟抢购操作,抢购前判断redis队列库存量 */
 
 /* 下面处理抢购成功流程 */
 

用户抢購成功后,上面的我们也可以稍微优化下比如我们可用将用户ID存入了order:1列表中。接下来我们可以引导这些用户去完成订单的其他步骤到這里才涉及到与数据库的交互。最终只有很少的人走到这一步吧也就解决的数据库的压力问题。
我们再改下上面的代码:

为了检测实际效果我使用jmeter工具模拟100、200、1000个用户并发进行抢购,经过大量的测试最终抢购成功的用户始终为10,没有出现“超抢/超卖”

上面只是简单模拟高并发下的抢购思路,真实场景要比这复杂很多比如双11活动远远比这更复杂多啦,很多注意的地方如抢购活动页面做成静态的通過ajax调用接口
再如上面的会导致一个用户抢多个,思路:
需要一个排队队列(比如:queue:1,以user_id为值的列表)和抢购结果队列(比如:order:1,以user_id为值的列表)及库存隊列(比如上面的goods_store:1)高并发情况,先将用户进入排队队列用一个线程循环处理从排队队列取出一个用户,判断用户是否已在抢购结果队列如果在则已抢购,否则未抢购接着执行库存减1,写入数据库将此user_id用户同时也进入结果队列。

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