首页 > 代码库 > Redis之利用锁机制来防止缓存过期产生的惊群现象

Redis之利用锁机制来防止缓存过期产生的惊群现象

首先,所谓的缓存过期引起的“惊群”现象是指,在大并发情况下,我们通常会用缓存来给数据库分压,但是会有这么一种情况发生,那就是在一定时间内生成大量的缓存,然后当缓存到期之后又有大量的缓存失效,导致后端数据库的压力突然增大,这种现象就可以称为“缓存过期产生的惊群现象”!

以下代码的思路,就是利用“锁机制”来防止惊群现象。先看代码:

class KomaRedis{

    private $redis; //redis对象
    private static $_instance = null;

    private function __construct($config = array())
    {
        if (empty($config)) {
            return false;
        }
        $this->redis = new Redis();
        $this->redis->connect($config[‘server‘], $config[‘port‘]);
        return $this->redis;
    }

    /**
     * @param array $config
     * @return redis操作类对象
     */
    public static function getInstance($config = array())
    {
        if (!(self::$_instance instanceof self)) {
            self::$_instance = new self ($config);
        }
        return self::$_instance;
    }

    /**
     * 获取缓存
     * @param $key string $name
     * @return array,object,number,string,boolean
     * @desc 此方法使用了锁机制来防止防止缓存过期时所产生的惊群现象,保证只有一个进程不获取数据,可以更新,其他进程仍然获取过期数据
     */
    public function getByLock($key)
    {
        $sth = $this->redis->get($key);
        if ($sth === false) {
            return $sth;
        } else {
            $sth = json_decode($sth, TRUE);
            if (intval($sth[‘expire‘]) <= time()) {
                $lock = $this->redis->incr($key . ".lock");
                if ($lock === 1) {
                    return false;
                } else {
                    return $sth[‘data‘];
                }
            } else {
                return $sth[‘data‘];
            }
        }
    }

    /**
     * 设置缓存
     * @param $key string $name 缓存键
     * @param $value $string ,array,object,number,boolean $value 缓存值
     * @param null $ttl $string ,number $ttl 过期时间,如果不设置,则使用默认时间,如果为 infinity 则为永久保存
     * @return bool
     * @desc 此方法存储的数据会自动加入一些其他数据来避免惊群现象,如需保存原始数据,请使用 set
     */
    public function setByLock($key, $value, $ttl = null)
    {
        if (is_numeric($ttl) && intval($ttl) > 0) {
            $ttl = intval($ttl);
            $exp = time() + $ttl;
            $arg = array("data" => $value, "expire" => $exp);
        } else {
            $ttl = 300;
            $exp = time() + $ttl;
        }
        empty($ttl) OR $ttl += 300; //增加redis缓存时间,使程序有足够的时间生成缓存
        $arg = array("data" => $value, "expire" => $exp);
        $rs = $this->redis->setex($key, $ttl, json_encode($arg, TRUE));
        $this->redis->del($key . ".lock");
        return $rs;
    }

    /**
     * 返回redis对象
     * redis有非常多的操作方法,我们只封装了一部分
     * 拿着这个对象就可以直接调用redis自身方法
     */
    public function redis()
    {
        return $this->redis;
    }
}


原理就是:

首先,在存储数据的时候,设置数据的过期时间比实际设置的过期时间多300秒,然后存储的数据中,通过一个数组来存储数据,数组中一个键用来存放真实的数据,另外一个键用来存放数据的真实过期时间,这个留到后期获取数据的时候做校验,然后把对应这个数据的“锁”删除掉。

这里这么做的原因和读取数据的做法相关!

然后,在读取数据的时候,依然像平时一样直接读取,如果数据已经超过了有效期(注意:这里的有效期并非设置的有效期,而是更该之后的有效期),那么就只能去读后端数据库。如果数据依然有效,则需要去判断,判断数据“在真正的有效期内是否失效”,如果没有失效,则直接返回数据!

重点是,假如数据“在伪造的有效期内没有失效,而在真正的有效期内已经失效”,那么这时就需要去判断“数据的锁”!

通过代码“$lock = $this->redis->incr($key . ".lock");”可以获取数据的锁,“$lock === 1”表示数据没有锁,那么这一次请求需要发送到后端数据库去读取最新的数据,否则的话表示该数据已经加了锁,也就是已经有一个线程去后端读取数据了,那么后来的线程也就没有权限再去后端取数据,需要等到前面的那个线程执行结束,但是这次读取就只能读取“旧的数据”了!

通过上面的解释也就明白,为什么在存储数据的时候需要“删除数据的锁”!因为一旦数据被重新存储,那么说明已经有一个线程去后端得到了最新的数据,那么该数据的锁就可以释放,然后下一个线程在获取数据的时候就可以得到这个锁,然后有权限进入到后端去读取新数据!





Redis之利用锁机制来防止缓存过期产生的惊群现象