node.js Redis SETNX命令实现分布式锁解决超卖/定时任务重复执行问题

本文主要是介绍node.js Redis SETNX命令实现分布式锁解决超卖/定时任务重复执行问题,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

Redis SETNX 命令背后的原理探究

当然,让我们通过一个简单的例子,使用 Redis CLI(命令行界面)来模拟获取锁和释放锁的过程。 在此示例中

  1. 获取锁:
# 首先,设置锁密钥的唯一值和过期时间(秒)
127.0.0.1:6379> SET lock:tcaccount_1234 unique_value NX EX 3
OK

这里,“unique_value”是与锁关联的唯一标识符的占位符(生产环境UUID,随字符串),“EX 3”将过期时间设置为 3 秒

  1. 在另一个会话或请求中检查并获取锁:
# 其次,检查锁key是否存在,不存在则获取锁
127.0.0.1:6379> SET lock:tcaccount_1234 unique_value NX EX 3
(nil)

第二次尝试返回 nil,因为锁已经存在。 在真实的应用程序中,您将检查结果,如果结果为零,您可能会转到下一个帐户或等待并重试。

  1. 释放锁:
# 通过删除锁定密钥来解除锁定
127.0.0.1:6379> DEL lock:tcaccount_1234
(integer) 1

The DEL 命令用于删除锁键,有效释放锁。 返回的整数值 1 表示删除了一个键。

请注意,这是一个简化的示例,在现实场景中,您通常会使用脚本(例如 Lua 脚本)来使锁的获取和释放原子化,从而防止竞争条件。 这里的示例旨在说明使用 Redis 命令进行锁定的基本原理。

Node.js 程序中集成

node -v # v16.20.2
npm install redis # 笔者版本"redis": "^4.2.0"

node.js redis client.eval() 方法lua脚本如何正确传参

// redis version 4x:
let result = await client.eval('return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}', {keys: ['key1', 'key2'],arguments: ['first', 'second']
}); 
//result =  [ 'key1', 'key2', 'first', 'second' ]// redis version 3x:
v3Client.eval('return KEYS[1]', '1', 'key', (err, reply) => {console.log(reply); // 'key'
});
v3Client.eval('return KEYS[1]', '0', 'argument', (err, reply) => {console.log(reply); // 'argument'
});

请注意redis 驱动依赖库版本选择对应的语法

加锁实现

错误加锁方式一分步设置值和过期时间

在分布式加锁中,设置键值和设置过期时间应该是原子操作,以确保在设置键值的同时,也设置了过期时间。如果将这两步操作分开,可能会导致在设置键值后,还未来得及设置过期时间时,其他进程可能已经获取了锁。

下面是你的 JavaScript 代码拆分为两步的示例,并添加了一些中文注释和错误演示:

// 第一步:设置键值
const setResult = await client.set(lockKey, uniqueValue);// 第二步:设置过期时间
const expireResult = await client.expire(lockKey, expireTime);// 检查结果
if (setResult === 'OK' && expireResult === 1) {console.log(`[s] 已获取锁 ${resourceKey}`);return true;
} else {console.log(`[x] 无法获取锁 ${resourceKey}`);return false;
}

这里使用 client.set 来设置键值,然后使用 client.expire 来设置过期时间。请注意,这两个操作是分开的,因此在设置键值后,还需要等待过期时间的设置。这样的分步操作可能导致在设置键值后,其他进程可能已经获取了锁,因为过期时间还未来得及设置。

错误加锁方式二
 const result =   await client.setEx(lockKey, expireTime, uniqueValue);if (result === 'OK') {console.log(`[s] 已获取锁 ${resourceKey}`);return true;} else {console.log(`[x] 无法获取锁 ${resourceKey}`);return false;}

如图所示怎样加锁并不是原子性
java go 语言中这种方式可行,但是时在 node.js redis 4.2.0 中并不能避免并发问题(见下gif 动图演示)

正确的 Lua脚本用于原子获取锁
        // 锁的键和值const lockKey = `lock:${resourceKey}`;// Lua脚本用于原子获取锁const luaScript = `if redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1], 'NX', 'EX', ARGV[2]) thenreturn 1elsereturn 0end`;// 执行Lua脚本const result = await client.eval(luaScript, {keys: [lockKey],arguments: [uniqueValue, `${expireTime}`]});if (result === 1) {console.log(`[s] 已获取锁 ${resourceKey}`);return true;} else {console.log(`[x] 无法获取锁 ${resourceKey}`);return false;}}

请添加图片描述

释放锁的实现

释放锁时需要验证value值,也就是说我们在获取锁的时候需要设置一个value,不能直接用del key这种粗暴的方式,因为直接del key任何客户端都可以进行解锁了,所以解锁时,我们需要判断锁是否是自己的,基于value值来判断,代码如下

 
/*** 释放锁* @param resourceKey 资源键名* @param uniqueValue 唯一值,用于验证锁的所有者(建议:UUID)* @returns 是否成功释放锁*/async function unlock(resource, uniqueValue) {const lockKey = `lock:${resource}`;const luaScript = `if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("DEL", KEYS[1])elsereturn 0end`;const result = await client.eval(luaScript, {keys: [lockKey],arguments: [uniqueValue]});if (result === 1) {console.log('[s] 锁释放成功');} else {console.log('[x] 锁释放失败,可能锁已经被其他客户端更新');}}

在释放锁的操作中,使用 uniqueValue 的唯一值是为了确保只有持有相应唯一值的客户端才能成功释放锁。这是为了防止其他客户端错误地释放了不属于它们的锁。

具体来说,释放锁的 Lua 脚本中的这部分逻辑:

if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("DEL", KEYS[1])
elsereturn 0
end

这段脚本首先检查锁的当前持有者是否与传入的 uniqueValue 相匹配。如果匹配,说明当前调用释放锁的客户端是锁的所有者,然后执行 DEL 命令删除锁。如果不匹配,则返回 0,表示释放锁失败。

使用 uniqueValue 的好处是:

  1. 确保只有锁的所有者才能释放锁: 持有相应 uniqueValue 的客户端才能成功释放锁。如果其他客户端尝试使用不同的 uniqueValue 释放锁,Lua 脚本会拒绝操作,保护了锁的所有权。

  2. 防止误释放: 避免了其他客户端误操作释放了不属于它们的锁。如果不使用唯一值,任何客户端都可以尝试释放锁,这可能导致竞争条件和不一致性。

在分布式系统中,确保释放锁的操作是安全和可靠的是至关重要的,使用唯一值是一种有效的方式。通常,可以使用唯一标识符(如 UUID)作为 uniqueValue,以确保其唯一性。

应用场景

在这里插入图片描述
多台机器定时任务重复执行(如:日终对账,0点0分只有一个任务去工作,其他没拿到锁跳过了任务)
订单超卖(如:操作同一商品库存时,保证并发下唯一个任务拿到库存数去做扣库存,创建订单操作)

完整脚本如下

const {createClient} = require('redis');
const {generateUUID} = require("../models/utl");
(async ()=> {const client = await createClient().on('error', err => console.log('Redis Client Error', err)).connect();async function lock(resourceKey, uniqueValue, expireTime = 10) {// 锁的键和值const lockKey = `lock:${resourceKey}`;/*   const result =   await client.setEx(lockKey, expireTime, uniqueValue);if (result === 'OK') {console.log(`[s] 已获取锁 ${resourceKey}`);return true;} else {console.log(`[x] 无法获取锁 ${resourceKey}`);return false;}
*/// Lua脚本用于原子获取锁const luaScript = `if redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1], 'NX', 'EX', ARGV[2]) thenreturn 1elsereturn 0end`;// 执行Lua脚本const result = await client.eval(luaScript, {keys: [lockKey],arguments: [uniqueValue, `${expireTime}`]});if (result === 1) {console.log(`[s] 已获取锁 ${resourceKey}`);return true;} else {console.log(`[x] 无法获取锁 ${resourceKey}`);return false;}}async function unlock(resource, uniqueValue) {const lockKey = `lock:${resource}`;const luaScript = `if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] thenreturn redis.call("DEL", KEYS[1])elsereturn 0end`;const result = await client.eval(luaScript, {keys: [lockKey],arguments: [uniqueValue]});if (result === 1) {console.log('[s] 锁释放成功');} else {console.log('[x] 锁释放失败,可能锁已经被其他客户端更新');}}async function exampleUsage(resource) {const uniqueValue = generateUUID();const isLockAcquired = await lock(resource, uniqueValue);if (isLockAcquired) {try {// 在这里执行受锁保护的代码// 模拟一些处理时间await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 5000));} finally {// 最后释放锁unlock(resource, uniqueValue);}} else {console.log('[x] 未获取锁。 另一个进程可能正在持有锁。');}}const resourcePk = 'account_id123'let taskList = []for (let i = 0; i < 10; i++) {taskList.push( exampleUsage(resourcePk))}//并发拿同一账号await Promise.all(taskList);await new Promise(resolve => setTimeout(resolve, 6000));//测试重新获取锁await exampleUsage(resourcePk);})()

这篇关于node.js Redis SETNX命令实现分布式锁解决超卖/定时任务重复执行问题的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/653795

相关文章

SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南

《SpringBoot3实现Gzip压缩优化的技术指南》随着Web应用的用户量和数据量增加,网络带宽和页面加载速度逐渐成为瓶颈,为了减少数据传输量,提高用户体验,我们可以使用Gzip压缩HTTP响应,... 目录1、简述2、配置2.1 添加依赖2.2 配置 Gzip 压缩3、服务端应用4、前端应用4.1 N

SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结

《SpringBoot实现数据库读写分离的3种方法小结》为了提高系统的读写性能和可用性,读写分离是一种经典的数据库架构模式,在SpringBoot应用中,有多种方式可以实现数据库读写分离,本文将介绍三... 目录一、数据库读写分离概述二、方案一:基于AbstractRoutingDataSource实现动态

Python FastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统

《PythonFastAPI+Celery+RabbitMQ实现分布式图片水印处理系统》这篇文章主要为大家详细介绍了PythonFastAPI如何结合Celery以及RabbitMQ实现简单的分布式... 实现思路FastAPI 服务器Celery 任务队列RabbitMQ 作为消息代理定时任务处理完整

springboot循环依赖问题案例代码及解决办法

《springboot循环依赖问题案例代码及解决办法》在SpringBoot中,如果两个或多个Bean之间存在循环依赖(即BeanA依赖BeanB,而BeanB又依赖BeanA),会导致Spring的... 目录1. 什么是循环依赖?2. 循环依赖的场景案例3. 解决循环依赖的常见方法方法 1:使用 @La

Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式

《Java枚举类实现Key-Value映射的多种实现方式》在Java开发中,枚举(Enum)是一种特殊的类,本文将详细介绍Java枚举类实现key-value映射的多种方式,有需要的小伙伴可以根据需要... 目录前言一、基础实现方式1.1 为枚举添加属性和构造方法二、http://www.cppcns.co

使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器

《使用Python实现快速搭建本地HTTP服务器》:本文主要介绍如何使用Python快速搭建本地HTTP服务器,轻松实现一键HTTP文件共享,同时结合二维码技术,让访问更简单,感兴趣的小伙伴可以了... 目录1. 概述2. 快速搭建 HTTP 文件共享服务2.1 核心思路2.2 代码实现2.3 代码解读3.

MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现

《MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现》本文主要介绍了MySQL双主搭建+keepalived高可用的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,... 目录一、测试环境准备二、主从搭建1.创建复制用户2.创建复制关系3.开启复制,确认复制是否成功4.同

Java实现文件图片的预览和下载功能

《Java实现文件图片的预览和下载功能》这篇文章主要为大家详细介绍了如何使用Java实现文件图片的预览和下载功能,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以跟随小编一起学习一下... Java实现文件(图片)的预览和下载 @ApiOperation("访问文件") @GetMapping("

用js控制视频播放进度基本示例代码

《用js控制视频播放进度基本示例代码》写前端的时候,很多的时候是需要支持要网页视频播放的功能,下面这篇文章主要给大家介绍了关于用js控制视频播放进度的相关资料,文中通过代码介绍的非常详细,需要的朋友可... 目录前言html部分:JavaScript部分:注意:总结前言在javascript中控制视频播放

使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式

《使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式》:本文主要介绍使用Sentinel自定义返回和实现区分来源方式,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Sentinel自定义返回和实现区分来源1. 自定义错误返回2. 实现区分来源总结Sentinel自定