使用memcached進行併發控制（寫的非常好）

原文：

27 february 2011

引子

乙個使用快取進行併發控制的討論，讓我學習到成本與收益間的平衡，以及何為真正的可用性......

防止併發有多種方式，本文只涉及使用快取memcached控制。

併發場景：

用例：sns系統中具有高階會員資格的人發起活動。

業務規則：1.乙個人同時只能建立乙個活動。2.具有高階會員資格。

基本流程如下：

這個流程中存在明顯的併發問題，當程序a校驗過會員m有資格，並且為建立過活動，但為開始執行建立操作，此時另乙個程序b也進行了規則判斷，順利通過，並完成建立操作，此時a繼續執行，則會產生兩條m的活動。（這個併發場景很簡單，很普遍）

最初的解決方案：

計畫利用memcached的add操作的原子性來控制併發，具體方式如下：

1.申請鎖：在校驗是否建立過活動前，執行add操作key為memberid，如果add操作失敗，則表示有另外的程序在併發的為該memberid建立活動，返回建立失敗。否則表示無併發

2.執行建立活動

3.釋放鎖：建立活動完成後，執行delete操作，刪除該memberid。

問題：

如此實現存在一些問題：

1.memcached中存放的值有有效期，即過期後自動失效，如add過m1後，m1失效，可以在此add成功

2.即使通過配置，可以使memcached永久有效，即不設有效期，memcached有容量限制，當容量不夠後會進行自動替換，即有可能add過m1後，m1被其他key值置換掉，則再次add可以成功。

3.此外，memcached是基於記憶體的，掉電後資料會全部丟失，導致重啟後所有memberid均可重新add。

應對問題：

針對上述的幾個問題，根本原因是add操作有時效性，過期，被替換，重啟，都會是原來的add操作失效。解決該問題有兩個方法：

1.採用持久化的快取解決方法，如tt（tokyo tyrant：

2.減輕時效性的影響，使用memcached cas（check and set）方式。

第一種不必解釋了，很簡單，原來的所有問題都是時效性惹得禍，時效性源於memcached是基於記憶體的，那麼採用持久話儲存的tt可以徹底**這個問題。

第二種方式需要簡單介紹下：

memcached中除了add操作是原子的，還有另外兩個操作也是原子的：incr和decr，使用cas模式即：

1.預先在memcached中設定乙個key值，假設為creatkey＝1

2.每次建立活動時，在規則校驗前先get出createkey＝x；

3.進行規則校驗

4.執行incr createkey操作，檢驗返回值是否為所期望的x＋1，如果不是，則說明在此期間有另外的程序執行了incr操作，即存在併發，放棄更新。否則

5.執行建立活動

對比這兩種方法，從效果上看可以發現第一種時100％可靠的，不存在問題；第二種，可能存在誤判，即本來不存在併發，卻被判為併發，如快取重啟，或key值失效後，incr值可能不同於期望值，導致誤判。

但是從成本上考慮，tt是持久化的快取解決方案，完美意味著高成本，我們必須維護持久化資料，而使用memcached的cas方式，可以以幾乎0成本的方式解決時效性問題，儘管存在一點小缺陷，但這種缺陷可以通過簡單的重試即可解決。考慮實際的產出比，採用memcached的cas方式更適合實際情況。

成本與收益間的平衡，做科學與做工程的區別～