Redis分段锁,如何设计?

news/2024/4/15 4:35:41/文章来源:https://blog.csdn.net/qq_63815371/article/details/136500730

问题场景:热点库存扣减问题

秒杀场景,有一个难度的问题:热点库存扣减问题。

  • 既要保证不发生超卖

  • 又要保证高并发

如果解决这个高难度的问题呢? 答案就是使用redis 分段锁。

什么是分布式锁?

一个分布式系统中,存在客户端多个用户,同时通过多个业务微服务,发起一个数据修改。

如果没有分布式锁机制保证,在那多台机器上的多个服务可能进行并发修改操作,导致数据修改的不一致,出现脏读脏写,这就会造成问题。

而分布式锁机制就是为了解决类似这类问题,保证多个服务之间互斥的访问共享资源,如果一个服务抢占了分布式锁,其他服务没获取到锁,就不进行后续操作。

 

上图中,哪个客户端的服务抢占了分布式锁,就可以去扣减库存。

其他服务没获取到分布式锁,就不进行后续操作。

  • 当在分布式模型下,数据只有一份(或有限制),此时需要利用锁的技术控制某一时刻修改数据的进程数。

  • 用一个状态值表示锁,对锁的占用和释放通过状态值来标识。

分布式锁的条件:

  • 互斥性。在任意时刻,只有一个客户端能持有锁。

  • 不会发生死锁。即使有一个客户端在持有锁的期间崩溃而没有主动解锁,也能保证后续其他客户端能加锁。

  • 具有容错性。只要大部分的 Redis 节点正常运行,客户端就可以加锁和解锁。

  • 解铃还须系铃人。加锁和解锁必须是同一个客户端,客户端自己不能把别人加的锁给解了。

普通的分布式锁如何实现?

分布式锁的实现由很多种,文件锁、数据库、redis等等,比较多;分布式锁常见的多种实现方式:

  1. 数据库悲观锁;

  2. 数据库乐观锁;

  3. 基于Redis的分布式锁;

  4. 基于ZooKeeper的分布式锁。

在实践中,还是redis做分布式锁性能会高一些

普通分布式锁的性能问题

分布式锁一旦加了之后,对同一个商品的下单请求,会导致所有下单操作,都必须对同一个商品key加分布式锁。

假设某个场景,一个商品1分钟6000订单,每秒的 600个下单操作,

假设加锁之后,释放锁之前,查库存 -> 创建订单 -> 扣减库存,每个IO操作100ms,大概300毫秒。

具体如下图:

 可以再进行一下优化,将 创建订单 + 扣减库存  并发执行,将两个100ms 减少为一个100ms,这既是空间换时间的思想,大概200毫秒。

将 创建订单 + 扣减库存  批量执行,减少一次IO,也是大概200毫秒。也就是单个商品而言,只有 5 QPS.

假设一个商品sku的数量是10000,10秒内秒杀完,也就是单个商品而言,需要 单商品 100 QPS,如何应对一个商品的 100qps秒杀。

甚至,如果单商品需要  1000qps秒杀呢?

答案是,使用 分段加锁

第一次优化之后:使用Redis分段锁提升秒杀的并发性能

如何提高性能呢?空间换时间

为了达到每秒600个订单,可以将锁分成  600 /5 =120 个段,反过来, 每个段1秒可以操作5次, 120个段,合起来,及时每秒操作600次。

进行抢夺锁的,如果申请到一个具体的段呢?

  • 随机路由法

  • hash取模法

如果是用随机路由算法,可以将请求随机到一个分段, 如果不行,就轮询下一个分段,具体的流程,大致如下:

这个是一个理论的时间预估,没有扣除 尝试下一个分段的 时间,   另外,实际上的性能, 会比理论上差,从咱们实操案例的测试结果,也可以证明这点。

 随机路由法的问题:

不同分端之间,可能库存消耗不均,导致部分用户无法扣减库存,反复进行重试,拖慢系统性能。

如何进一步优化:hash取模法。

第二次优化之后:使用hash取模法,减少库存消耗不均和无效重试

由于秒杀场景的分布式锁,实际上是为了防止超卖, 和库存是强相关的。

所以,可以结合库存,把秒杀的分布式锁进行改进。

第一步:把redis 的分段方式进行演进,额外增加一个总库存分段锁,用于分配存储剩余的总库存。采用多批次少量分配的思路,通过定时任务,从总库存向分段库存中迁移库存。

第二步:使用hash取模法,把用户路由到某一个分段,如果分段里边的库存耗光了,就去访问剩余的总库存。

库存动态迁移 

为了防止分段多库存耗光,大家都去抢占总库存锁。

采用多批次少量分配的思路,通过定时任务,从总库存向分段库存中迁移库存。

 至此, hash取模法的分段锁设计方案,已经完美实现。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.luyixian.cn/news_show_997764.aspx

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系dt猫网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

数字社交时代的引领者:Facebook的元宇宙探索

引言: 在当今数字社交时代,人们的社交方式正在经历着翻天覆地的变化。随着虚拟现实技术的不断发展和元宇宙概念的崛起,社交网络正朝着一个全新的未来迈进。作为全球最大的社交网络平台之一,Facebook正在积极探索元宇宙时代的社交…

(1)预处理

我们需要的文件结构如上 main.cpp add.h add.cpp add.h 这里使用riscv的工具链编译为.i文件,需要使用-E,就是只进行预处理,我们可以得到两个.i文件即main.i和add.i main.i 这里看到main.i里头文件全部替换,然后多了三万多行 所以…

四、软考-系统架构设计师笔记-信息系统基础知识

1、信息系统概述 信息系统的定义 信息系统是由计算机硬件、网络和通信设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统。 信息系统任务是对原始数据进行收集、加工、存储,并处理产生各种所需信息,以不同的方式…

自建一款现代化的K8s可视化管理系统

项目介绍 KubePi 是一个现代化的 K8s 面板。 KubePi 允许管理员导入多个 Kubernetes 集群,并且通过权限控制,将不同 cluster、namespace 的权限分配给指定用户。它允许开发人员管理 Kubernetes 集群中运行的应用程序并对其进行故障排查,供开…

【SQL】1068. 产品销售分析 I

题目描述 leetcode题目:1068. 产品销售分析 I 写法 select Product.product_name, Sales.year, Sales.price from Sales left join Product on Sales.product_id Product.product_id记录细节:加上表名检索效率更高。 -- ERROR: 时间超出限制 > 加…

【代码随想录算法训练营Day35】435.无重叠区间;763.划分字母区间;56.合并区间

文章目录 ❇️Day 36 第八章 贪心算法 part05✴️今日任务❇️435. 无重叠区间自己的思路自己的代码(✅通过81.59%)随想录思路随想录代码 ❇️763.划分字母区间自己的思路自己的代码(✅通过55.30%)随想录思路随想录代码 ❇️56. 合…

0101二阶与三阶行列式-行列式-线性代数

一 引例 求解二元一次方程组 { a 11 x 1 a 12 x 2 b 1 a 21 x 1 a 22 x 2 b 2 \begin{cases} a_{11}x_1a_{12}x_2b_1\\ a_{21}x_1a_{22}x_2b_2\\ \end{cases} {a11​x1​a12​x2​b1​a21​x1​a22​x2​b2​​ 解: 1 a 21 − 2 a 11 ⇒ x 2 a 11 b 2 − a…

IPSec VPN配置实验

什么是IPSec VPN? IPSec VPN其实就是一种基于互联网协议安全(IPSec)的虚拟私人网络技术,它通过在IP层加密和认证数据包来确保数据传输的安全性。 IPSec VPN的主要特点包括: 安全性:IPSec提供了强大的安全…

游戏视频怎么录制?超实用的干货来了!

随着游戏产业的蓬勃发展,游戏视频录制与分享已经成为许多玩家和游戏爱好者展示技巧、分享经验、记录精彩瞬间的重要方式。可是很多人不知道游戏视频怎么录制,本文旨在为广大游戏玩家提供两种简单易用的游戏视频录制方法,这两种方法各有特点&a…

校园小情书微信小程序,社区小程序前后端开源,校园表白墙交友小程序

功能 表白墙卖舍友步数旅行步数排行榜情侣脸漫画脸个人主页私信站内消息今日话题评论点赞收藏 效果图

代码随想录刷题笔记-Day31

1. 分发饼干 455. 分发饼干https://leetcode.cn/problems/assign-cookies/ 假设你是一位很棒的家长,想要给你的孩子们一些小饼干。但是,每个孩子最多只能给一块饼干。 对每个孩子 i,都有一个胃口值 g[i],这是能让孩子们满足胃口…

如何在Linux用Docker部署MySQL数据库并远程访问本地数据库

文章目录 前言1 .安装Docker2. 使用Docker拉取MySQL镜像3. 创建并启动MySQL容器4. 本地连接测试4.1 安装MySQL图形化界面工具4.2 使用MySQL Workbench连接测试 5. 公网远程访问本地MySQL5.1 内网穿透工具安装5.2 创建远程连接公网地址5.3 使用固定TCP地址远程访问 前言 本文主…

事务失效的八种情况!!!!

EnableAspectJAutoProxy(exposeProxy true),开启AOP(面向切面编程)代理,并允许通过AopContext类暴露当前代理对象。这样,你可以在任何地方获取到当前代理对象,以便进行一些特殊的操作 (应用与第…

Visual Studio如何进行类文件的管理(类文件的分离)

大家好: 衷心希望各位点赞。 您的问题请留在评论区,我会及时回答。 一、问题背景 实际开发中,类的声明放在头文件中,给程序员看类的成员和方法。比如:Dog.h(类的声明文件) 类的成员函数的具体…

【Linux】深入探究CentOS防火墙(Firewalld):基础概念、常用命令及实例操作

🍎个人博客:个人主页 🏆个人专栏:Linux ⛳️ 功不唐捐,玉汝于成 目录 前言 正文 Firewalld基础概念: Firewalld常用命令: 启动/停止/重启Firewalld服务: 查看Firewalld状态…

#QT(智能家居界面-布局)

1.IDE:QTCreator 2.实验: 水平布局,垂直布局,栅格布局(弹簧) 界面自动调整 3.记录 注意弹簧不是拖拽拉长,而是使用栅格布局 运行发现窗口放大缩小可以自动调整 如果想要重新布局,需…

【Git】深入理解 Git 分支合并操作:git merge dev 命令详解

深入理解 Git 合并操作:git merge dev 命令详解 摘要:本文将深入探讨 Git 中的合并操作,以及如何使用 git merge dev 命令将dev 分支的修改合并到当前分支(假设当前分支为main 分支)中。通过详细的解释和示意图&#x…

文献速递:深度学习疾病预后--临床级计算病理学使用基于整张切片图像的弱监督深度学习

Title 题目 Clinical-grade computational pathology using weakly supervised deep learning on whole slide images 临床级计算病理学使用基于整张切片图像的弱监督深度学习 01 文献速递介绍 The development of decision support systems for pathology and their deplo…

java SSM科研管理系统myeclipse开发mysql数据库springMVC模式java编程计算机网页设计

一、源码特点 java SSM科研管理系统是一套完善的web设计系统(系统采用SSM框架进行设计开发,springspringMVCmybatis),对理解JSP java编程开发语言有帮助,系统具有完整的源代码和数据库,系统主要采用B/S…

C# 由左上、右下两个坐标点计算矩形的长、宽以及两点的距离

一、计算长、宽 直接使用坐标点计算 // 定义矩形左上角和右下角的坐标 Point topLeft new Point(0, 0); Point bottomRight new Point(5, 10); // 计算矩形的长和宽 int width bottomRight.X - topLeft.X;//矩形宽度 int height bottomRight.Y - topLeft.Y;//矩形高度或是…