本文主要介紹在琴房預(yù)約項(xiàng)目中所用到的資源訪問加鎖技術(shù)Redlock，以及如果實(shí)現(xiàn)將redlock轉(zhuǎn)為非阻塞鎖。

1. 背景簡介

1.1 項(xiàng)目簡介

本次實(shí)踐項(xiàng)目是THU琴房預(yù)約小程序與web管理端，后端使用koa框架。主要功能有預(yù)約琴房（用戶）、更改琴房可用時(shí)間（管理端）等。后端使用mysql存儲(chǔ)琴房信息（包含琴房可用時(shí)間串）。

1.2 問題介紹

• 多個(gè)用戶可能在同一時(shí)間對(duì)同一琴房的同一時(shí)間段進(jìn)行預(yù)約
• 用戶與管理員可能同時(shí)進(jìn)行預(yù)約、更改琴房可用時(shí)間

根據(jù)上篇文章所描述的，因?yàn)榇嬖诓煌僮髦g的資源競爭，所以我們這里使用增加信號(hào)量的方式——Redlock。

2. 加鎖實(shí)踐

redlock是一個(gè)基于redis數(shù)據(jù)庫的分布式鎖。通過在redis數(shù)據(jù)庫中設(shè)定鍵值來進(jìn)行信號(hào)量的定義。

• 我們把“預(yù)約“和“更改琴房可用時(shí)間”定義為使用同一個(gè)鍵值。
• 在操作前首先獲取此鍵值，如果獲取不到，說明被占用。

關(guān)于這個(gè)流程，包括set鍵值與”占用"和"未占用“狀態(tài)的更改是由Redlock實(shí)現(xiàn)的。

2.1 給資源加鎖

// 獲取權(quán)限
let redis = require("redis");
let client = redis.createClient("to change: your redis port","to change: your server ip");
let redlock = new Redlock([client]);
// 設(shè)置時(shí)間
let totalTime = 5000;
let key = "to change: as you like";
// 加鎖
redlock.lock(key, totalTime).then(async function(lock){
        // to do
        // your operation block
        // release lock
        lock.unlock().catch(function(err){})
    }
}).catch(()=>{}) // 如果不加catch會(huì)直接報(bào)錯(cuò)終止程序

主要流程為：

• 獲取redis的操作權(quán)限
• 設(shè)定鍵值，最長等待時(shí)間（防止一直被占用）
• 執(zhí)行操作
• 釋放鎖

按照上面流程，我們成功進(jìn)行了加鎖。

鍵值的設(shè)置非常自由，我們可以通過鍵值的設(shè)置，控制加鎖覆蓋的范圍以及力度。

2.2 阻塞鎖與非阻塞鎖

在完成加鎖之后，我們進(jìn)行壓力測試，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)非?？拥那闆r：Redlock是非阻塞鎖。

這就意味著，當(dāng)一個(gè)用戶進(jìn)行預(yù)約的時(shí)候，別的用戶如果有請(qǐng)求就會(huì)直接失敗，這樣是非常用戶不友好的。所以我們需要一些操作來將redlock轉(zhuǎn)為非阻塞鎖。有兩個(gè)方案：

• 方案一：實(shí)現(xiàn)一個(gè)請(qǐng)求隊(duì)列以及回調(diào)函數(shù)，在資源被釋放的時(shí)候，進(jìn)行回調(diào)。
• 方案二：設(shè)置最長等待時(shí)間，在此時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行輪詢，如果超過此時(shí)間，放棄請(qǐng)求。

對(duì)于方案一，請(qǐng)求隊(duì)列可能會(huì)很長，如果前面的資源不釋放，就會(huì)一直等待；對(duì)于方案二，輪詢需要消耗更多的資源。

我們這里說明方案二的實(shí)現(xiàn)（目前最常用的轉(zhuǎn)阻塞鎖的方案）

let redis = require("redis");
let client = redis.createClient(config.redisPort,config.serverIp);
let redlock = new Redlock([client]);
let totalTime = 5000;
let key = "to change: as you like";
let intervalTime = 50;  // 輪詢時(shí)間間隔

let sleep = function(ms) {
    return new Promise(resolve => setTimeout(resolve, ms))
}

let tag = 0;
for(let j = 0; j<200; j++){
    redlock.lock(key, totalTime).then(async function(lock){
        if(tag === 1){
            lock.unlock().catch(function(err){})
        }
        else{
            tag = 1
            // to do
            // your operation block
            // release lock
            lock.unlock().catch(function(err){})
        }
    }).catch(()=>{})
    if(tag === 1){
        break
    }
    await sleep(intervalTime) // 設(shè)置間隔時(shí)間
}
if(tag === 0){
    errorMsg = "請(qǐng)求超時(shí)"
    return ;
}

3. 效果檢驗(yàn)

加鎖效果

在預(yù)約與檢票單項(xiàng)測試的時(shí)候，1000個(gè)人中只有一個(gè)人成功，符合預(yù)期。

加鎖效果

在預(yù)約與更改琴房可用時(shí)間混合測試的時(shí)候，2000個(gè)人中只有一個(gè)人成功，符合預(yù)期。

以上，說明這樣加鎖，可以成功解決資源訪問競爭情況。

4. 參考資料

1. redlock 效果解析

2. redlock git地址