Ruby - 基于 Redis 的具有过期实现的互斥锁

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即可。

沿着这些线的东西:

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

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

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

但是如果我需要一个带超时机制的互斥量怎么办(为了避免ruby代码在redis.delete命令之前失败导致互斥量被永远锁定的情况，例如，但不仅仅是因为这个原因)。

这样做显然行不通:

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(setnx 返回 0)，我也会重新设置互斥锁的到期时间。

当然，我希望有类似 setnxex 的东西，它自动设置一个键的值和一个过期时间，但前提是该键不存在。不幸的是，据我所知，Redis 不支持这一点。

不过，我确实找到了 renamenx key otherkey，它允许您将一个键重命名为其他键，前提是另一个键尚不存在。

我想到了这样的东西(为了演示目的，我把它写成一个整体，并没有把它分解成方法):

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，我为虚拟 key 设置了到期时间，并尝试将其重命名为真实 key (在一次交易中)。

如果 renamenx 操作失败，那么我们就无法获得互斥量，但不会造成任何伤害:虚拟 key 将过期(可以选择通过添加一行代码立即删除它) 并且真实 key 的过期时间将保持不变。

如果renamenx 操作成功，那么我们就能够获得互斥锁，并且互斥锁将获得所需的到期时间。

有人能看出上述解决方案有什么缺陷吗？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 脚本引擎更简单地完成此操作。 Redis documentation说:

A Redis script is transactional by definition, so everything you can do with a Redis transaction, you can also do with a script, and usually the script will be both simpler and faster.

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
      redis.del key
    end
  end
end

用法:

lock("somejob") { do_exclusive_job }