Ruby - 基于 Redis 的互斥锁，具有过期实现

Question

我正在尝试使用 Redis 实现基于内存的多进程共享互斥锁，它支持超时。

我需要互斥锁是非阻塞的，这意味着我只需要能够知道我是否能够获取互斥锁，如果不能 - 只需继续执行回退代码。

类似的东西：

if lock('my_lock_key', timeout: 1.minute)
  # Do some job
else
  # exit
end

一个un-expiring mutex可以使用redis的setnx mutex 1实现：

if redis.setnx('#{mutex}', '1')
  # Do some job
  redis.delete('#{mutex}')
else
  # exit
end

但是如果我需要一个具有超时机制的互斥锁怎么办（例如，为了避免 ruby​​ 代码在redis.delete 命令之前失败，从而导致互斥锁永远被锁定，但不仅仅是因为这个原因） .

这样做显然是行不通的：

redis.multi do  
  redis.setnx('#{mutex}', '1')
  redis.expire('#{mutex}', key_timeout)
end

因为即使我无法设置互斥锁，我也会重新设置互斥锁的过期时间（setnx 返回 0）。

当然，我希望有类似setnxex 的东西，它会自动设置键的值和过期时间，但前提是该键不存在。不幸的是，据我所知，Redis 不支持这一点。

但我找到了renamenx key otherkey，它允许您将一个键重命名为其他键，前提是另一个键不存在。

我想出了这样的东西（出于演示目的，我把它写下来，并没有分解成方法）：

result = redis.multi do
  dummy_key = "mutex:dummy:#{Time.now.to_f}#{key}"
  redis.setex dummy_key, key_timeout, 0
  redis.renamenx dummy_key, key
end
if result.length > 1 && result.second == 1
  # do some job
  redis.delete key
else
  # exit
end

在这里，我正在为虚拟密钥设置过期时间，并尝试将其重命名为真实密钥（在一个事务中）。

如果renamenx 操作失败，那么我们无法获取互斥锁，但没有造成任何损害：虚拟密钥将过期（可以选择通过添加一行代码立即删除它）和真实密钥的到期时间将保持不变。

如果renamenx操作成功，那么我们就可以获取到互斥量，并且互斥量会得到想要的过期时间。

任何人都可以看到上述解决方案的任何缺陷吗？这个问题有更标准的解决方案吗？我真的很讨厌使用外部 gem 来解决这个问题......

Answer 1

如果您使用的是 Redis 2.6+，则可以使用 Lua 脚本引擎更简单地执行此操作。 Redis documentation 说：

根据定义，Redis 脚本是事务性的，因此您可以使用 Redis 事务执行的所有操作，也可以使用脚本执行，而且通常脚本会更简单、更快。

实现它很简单：

LUA_ACQUIRE = "return redis.call('setnx', KEYS[1], 1) == 1 and redis.call('expire', KEYS[1], KEYS[2]) and 1 or 0"
def lock(key, timeout = 3600)
  if redis.eval(LUA_ACQUIRE, key, timeout) == 1
    begin
      yield
    ensure
      r.del key
    end
  end
end

用法：

lock("somejob") { do_exclusive_job }

Answer 2

从redis 2.6.12 开始，您可以：redis.set(key, 1, nx: true, ex: 3600) 实际上是SET key 1 NX EX 3600。

我受到 Chris 和 Mickey 解决方案的简单性的启发，并使用此代码（以及一些功能和 rspec）创建了 gem - simple_redis_lock：

def lock(key, timeout)
  if @redis.set(key, Time.now, nx: true, px: timeout)
    begin
      yield
    ensure
      release key
    end
  end
end

我探索了一些其他很棒的选择：

1. mlanett/redis-lock
2. PatrickTulskie/redis-lock
3. leandromoreira/redlock-rb
4. dv/redis-semaphore

但是他们有太多的阻塞特性来获取锁，并且没有使用这个单一的SET KEY 1 NX EX 3600 atomic redis 语句。