redis 的setnx，資料庫讀取快取

在 redis 裡，所謂 setnx，是「set if not exists」的縮寫，也就是只有不存在的時候才設定，可以利用它來實現鎖的效果，不過很多人沒有意識到 setnx 有陷阱！

比如說：某個查詢資料庫的介面，因為呼叫量比較大，所以加了快取，並設定快取過期後重新整理，問題是當併發量比較大的時候，如果沒有鎖機制，那麼快取過期的瞬間，大量併發請求會穿透快取直接查詢資料庫，造成雪崩效應，如果有鎖機制，那麼就可以控制只有乙個請求去更新快取，其它的請求視情況要麼等待，要麼使用過期的快取。

下面以目前 php 社群裡最流行的 phpredis 擴充套件為例，實現一段演示**：

<?php
$ok = $redis->setnx($key, $value);
if ($ok) 
?>

快取過期時，通過 setnx 獲取鎖，如果成功了，那麼更新快取，然後刪除鎖。看上去邏輯非常簡單，可惜有問題：如果請求執行因為某些原因意外退出了，導致建立了鎖但是沒有刪除鎖，那麼這個鎖將一直存在，以至於以後快取再也得不到更新。於是乎我們需要給鎖加乙個過期時間以防不測：

<?php
$redis->multi();
$redis->setnx($key, $value);
$redis->expire($key, $ttl);
$redis->exec();
?>

因為 setnx 不具備設定過期時間的功能，所以我們需要借助 expire 來設定，同時我們需要把兩者用 multi/exec 包裹起來以確保請求的原子性，以免 setnx 成功了 expire 卻失敗了。可惜還有問題：當多個請求到達時，雖然只有乙個請求的 setnx 可以成功，但是任何乙個請求的 expire 卻都可以成功，如此就意味著即便獲取不到鎖，也可以重新整理過期時間，如果請求比較密集的話，那麼過期時間會一直被重新整理，導致鎖一直有效。於是乎我們需要在保證原子性的同時，有條件的執行 expire，接著便有了如下 lua **：

local key   = keys[1]
local value = keys[2]
local ttl   = keys[3]
local ok = redis.call('setnx', key, value)
if ok == 1 then
redis.call('expire', key, ttl)
end 
return ok

沒想到實現乙個看起來很簡單的功能還要用到 lua 指令碼，著實有些麻煩。其實 redis 已經考慮到了大家的疾苦，從 2.6.12 起，set 涵蓋了 setex 的功能，並且 set 本身已經包含了設定過期時間的功能，也就是說，我們前面需要的功能只用 set 就可以實現。

<?php
$ok = $redis->set($key, $value, array('nx', 'ex' => $ttl));
if ($ok) 
?>

如上**是完美的嗎？答案是還差一點！設想一下，如果乙個請求更新快取的時間比較長，甚至比鎖的有效期還要長，導致在快取更新過程中，鎖就失效了，此時另乙個請求會獲取鎖，但前乙個請求在快取更新完畢的時候，如果不加以判斷直接刪除鎖，就會出現誤刪除其它請求建立的鎖的情況，所以我們在建立鎖的時候需要引入乙個隨機值：

<?php
$ok = $redis->set($key, $random, array('nx', 'ex' => $ttl));
if ($ok) 
}?>

補充：本文在刪除鎖的時候，實際上是有問題的，沒有考慮到 gc pause 之類的問題造成的影響，比如 a 請求在 del 之前卡住了，然後鎖過期了，這時候 b 請求又成功獲取到了鎖，此時 a 請求緩過來了，就會 del 掉 b 請求建立的鎖，此問題遠比想象的要複雜，具體解決方案參見本文最後關於鎖的若干個參考鏈結。

如此基本實現了單機鎖，假如要實現分布鎖，請參考：distributed locks with redis，不過分布式鎖需要注意的地方更多：how to do distributed locking，is redlock safe。此外，還有中文版：基於redis的分布式鎖到底安全嗎（上／下）。

redis 的setnx，資料庫讀取快取

Redis中setnx的使用

資料庫的讀現象

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