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[Redis学习] 如何在并发的状态下保证数据一致性

RoLingG 其他 2024-04-19

Redis如何在并发情况下保证数据一致性

与 Mysql 一起的情况下保证数据一致性需要使用延迟双删这种复杂策略不同,Redis 可以通过本身的特性在并发情况下保证数据一致性。Redis 有如下特性可以在并发状况下保证数据一致性:

  1. 原子性操作:Redis 的大多数命令都是原子性的,即这些命令在执行过程中不会被其他命令打断。原子性操作确保了在并发环境下,数据的修改是完整的,不会被其他操作干扰。
  2. 事务支持:Redis 支持事务操作,可以通过 MULTI、EXEC、DISCARD 等命令将多个命令组合成一个事务。在事务执行期间,Redis 会保证这些命令的原子性执行。

    Redis 中的事务不能保证命令全执行成功,但是能保证在 EXEC 命令执行前,所有的命令都会被放在一个队列中缓存起来。在执行 EXEC 命令后, 队列中任何一个命令执行失败了,其他命令也会被执行。在事务执行过程中,其他客户端执行的请求并不会被插进事务中。

    这里我们可以看到实际上单纯的事务支持是不足以完全保证数据一致性的,所以就会有下面 Watch/Unwatch 这个方法去辅助事务保证数据一致性。

  3. Lua 脚本:Redis 支持使用 Lua 脚本执行多个命令。与事务类似,Lua 脚本中的命令在执行过程中也是原子的,这有助于在复杂场景下保持数据的一致性。
  4. Watch/Unwatch:Redis 的 WATCH 命令可以在事务执行前监视一个或多个 key,如果在事务执行前这些 key 的值被其他客户端修改,则事务将被打断。这有助于避免在并发环境下出现数据竞争的问题。
  5. Redis 数据结构特性:Redis 支持的数据结构(如哈希、列表、集合等)本身具有一些特性,有助于在并发环境下保持数据的一致性。例如,Redis 的集合类型支持去重操作,这有助于避免在并发插入时产生重复数据。
  6. 持久化策略:Redis 支持 RDBAOF 两种持久化策略,确保在发生故障时能够恢复数据。这有助于保持数据的一致性,尤其是在高并发场景下。

    RDB(Redis Database):通过在指定的时间间隔内,将内存中的数据快照写入磁盘,实现持久化策略。原理很简单,就是单纯的将 Redis 内现有的数据打包存储到磁盘中,一段时间存一次备份起来。

    AOF(Append Only File):通过追加文件,实现持久化策略。原理是执行写命令的时候,不仅会将命令写入内存中,也会将命令写入到一个追加文件中,这个文件便是 AOF 文件,它会以日志的形式记录命令。

  7. 复制与集群:Redis 支持主从复制集群功能,通过复制和分片将数据分布到多个节点上,提高了系统的并发性能和容错能力。在复制和集群环境中,Redis 通过一系列机制(如复制延迟、故障转移等)来确保数据的一致性。
上面第6和第7种方式主要是防止数据库宕机或者突然断电导致数据库操作失败引起的数据一致性。

需要注意的是,尽管 Redis 提供了上述机制来保证数据的一致性,但在实际应用中仍需要根据具体场景和需求来选择合适的策略。同时,合理的并发控制和设计也是保证数据一致性的关键。

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