Redis实现lock互斥访问资源

sunbird

Redis是当前很流行的一种开源键值数据库。目前睿思的后台架构在数据库层采用了Redis和MySQL组合的形式，其中Redis主要用来存储状态信息（比如当前种子的peer）和读写频繁的数据。Redis完全运行在内存之上，无lock设计，速度非常快！通过实测，在睿思服务器上读写速度达到3万次/s。
在高并发的应用中，很多时候我们需要对某些资源进行竞争访问，比如在很多人下载一个热门资源，就可能存在很多请求去修改某个资源的peer信息（就是保存了当前保种人的ip地址和端口号），需要保证某个请求修改peer信息的时候，不允许其他请求修改，否则就会出现数据覆盖的问题。但是Redis没有提供对数据的加锁，所以需要我们通过Redis提供的命令自己实现：
思路一：通过get 和set 命令实现
这种方式很容易想到，就是当每次请求到来时通过get判断这个锁是否存在，如果不存在则set创建。这种方法有一个弊端，由于get和set是两次Redis请求，二者之间有延时，在高并发的环境下，有可能在get检测到锁不存之后在set之前已经被其他线程set，这时当前线程再set，这样锁就失效了。所以这种方法只能应对并发量不是很高的情况。

思路二：通过setnx 和 expire命令实现
在访问需要互斥访问的资源时，通过setnx命令去设置一个lock 键，setnx的作用是判断锁是否存在，如果不存在则创建，返回成功，如果存在则返回失败，服务器返回给客户端，指示客户端稍后重试。expire命令用于给该锁设定一个过期时间，用于防止线程crash，导致锁一直有效，从而导致死锁。例如：设定锁的有效期为100秒，那么即使线程奔溃，在100秒后锁会自动失效。

setnx lock "lock"

如果成功则设置过期时间
expire lock 100

访问互斥资源结束后,删除锁
del lock

思路三：通过watch和Redis的事务命令实现
这种方式的效果和思路二类似。
在请求到时先watch改资源锁，然后再通过在事务执行 创建锁的过程，锁的键值能唯一标识改请求（比如用时间+用户标识）。如果当前还有其他线程请求该资源，当判断该锁存在时则返回错误重试（例如睿思BT tracker返回“服务器过载，自动重试的”的提示就属于此类情况）。如果有多个请求同时判断改锁不存在而创建锁，这样也会由于watch了这个锁，导致之前watch的线程执行事务失败，返回客户端自动重试。这样达最终达到了锁的目的。