Python3使用python-redis-lock解决Redis高并发读写冲突
本文针对Redis高并发场景下客户端读写数据相互覆盖的问题,介绍使用python-redis-lock库实现分布式锁的方法。通过示例代码演示如何获取锁、执行业务逻辑并释放锁,有效避免多客户端同时读取同一数据导致的计算错误,确保数据一致性。
需求
在最近的一项任务中,涉及Redis高并发场景下计算多个客户端接收预警信息的时长问题。
系统模型首先模拟多个客户端连接至预警服务器集群,并向集群发送告警信息。随后,预警服务集群会向这些客户端推送告警通知。
在此过程中,系统记录从发送告警到预警集群的时间,同时客户端也记录接收到告警的具体时间。
上述时间数据均被存储至Redis中。此时面临一个关键问题:当多个客户端并发地执行读取、计算和设置数据的操作时,这些操作会相互覆盖,导致数据不一致。

从相关截图可以看出,多个不同的客户端在并发读取Redis数据时,往往读取到相同的旧数据,进而导致后续计算出现错误。
导致该问题的具体流程示意图如下:

为解决此问题,需要引入Redis锁机制来控制数据的并发读取与写入。Python原生Redis库仅支持乐观锁的一种写法,此处推荐使用python-redis-lock库。该库能方便地对Redis多客户端并发场景加锁,有效处理竞争条件。下面将展示具体使用方法。
python-redis-lock
项目官方地址:https://pypi.org/project/python-redis-lock/
在使用该库之前,需先进行安装:
pip install python-redis-lock
以下是使用锁的基本示例:
lock = redis_lock.Lock(conn, "name-of-the-lock")
if lock.acquire(blocking=False):
print("Got the lock.")
lock.release()
else:
print("Someone else has the lock.")
上述示例展示了单独设置锁的方式,此外还可以将所有Redis操作封装在锁中执行。
# On application start/restart
import redis_lock
redis_lock.reset_all(redis_client)
修改业务代码,增加lock操作
1. 首先导入redis_lock模块
import redis_lock
2. 将Redis连接的客户端对象传入Lock中,并指定锁的名称
# 设置redis连接
self.conn = redis.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True, db=3)
# 设置redis锁
self.lock = redis_lock.Lock(self.conn, "redis-lock")
3. 将业务逻辑中读取和设置Redis的部分代码包裹在锁操作内
while True:
# 设置redis锁,操作redis
if self.lock.acquire(blocking=False):
print("Got the lock.")
# 获取lock,执行业务处理
# 获取当前redis钟记录的客户端接收到告警的总时长
recv_time_sum_count_clients = self.conn.get(recv_time_sum_count_clients_key)
if recv_time_sum_count_clients is None:
recv_time_sum_count_clients = "0:0"
# 获取当前的统计数据
recv_time_sum, count_clients = recv_time_sum_count_clients.split(":")
# 计算告警接收总时长
recv_time_sum = float(recv_time_sum) + recv_time
# 计算收到预警的客户端数量
count_clients = int(count_clients) + 1
# 写入redis中
recv_time_sum_count_clients = "%s:%s" % (str(recv_time_sum), str(count_clients))
self.conn.set(recv_time_sum_count_clients_key, recv_time_sum_count_clients)
print("user_id = %s, 计算平均时间成功, "
"recv_time_sum = %s, count_clients = %s \n" %
(self.user_id, recv_time_sum, count_clients))
# 释放lock
self.lock.release()
# 退出循环
break
else:
print("Someone else has the lock.")
在客户端代码中设置锁后,再次执行测试,观察是否还存在抢占读取Redis数据的情况,结果如下:

设置锁之后,由并发导致的Redis数据读取与设置错误情况得以避免。
此外,该库也支持集成到Django框架中,更多细节读者可查阅该库的GitHub仓库,本文不再赘述。
至此,关于Python3使用python-redis-lock解决并发计算问题的介绍结束。如需了解更多python-redis-lock并发相关内容,请搜索本站历史文章或继续浏览后续文章,感谢支持!
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