分散ロック 分散RedisのRedlock

導入

以前、分散ロックを実装するために Redis を使用したときは、単一​​の Redis インスタンスに基づいていたため、Redis 自体に単一障害点がありました。 Redis の公式ドキュメントでは、分散 Redis で分散ロックを実装するために「合理的だと思われる」アルゴリズム、Redlock が紹介されています。

Martin Kleppmann が Redlock を分析した記事を書きました。その後、redis の作者が反論記事をここに書きました。来て。

Redlock 実装ライブラリ

• ジャバレディソンスター9458
• C# RedLock.net スター 259
• redsync.go スター 249

背後にあるアルゴリズムは同じですが、「いいね！」の数は確かに印象的です。

シングルポイントRedisロック

まず、シングルポイント Redis ロックがどのように実装されているかを簡単に確認してみましょう。

ロックを取得

リソース名をランダム値に設定 NX PX 30000

クライアント A は Redis に特定のキーと値のペアを設定し、タイムアウトを設定します (デッドロックを回避するため)。他のクライアントがキーにアクセスすると、まずキーがすでに存在するかどうか、その値が my_random_value と等しいかどうかを確認します。すでに存在する場合は待機します。それ以外の場合は、ビジネス コードを正常に取得して実行します。 resource_name と my_random_value はすべてのクライアントに認識され、共有されます。

ロックを解除

redis.call("get",KEYS[1]) == ARGV[1]の場合、redis.call("del",KEYS[1])を返し、そうでない場合は0を返します。

キーによって取得された対応する値を比較して、それらが等しいかどうかを確認します。等しい場合は削除（解放）し、そうでない場合は失敗を返します。

以前に記事を書いたことがあります。

シングルポイントRedisロックの欠点

この欠陥は実は非常に明白です。 Redis インスタンスが 1 つしか存在せず、それが失敗した場合、それに依存するすべてのサービスも失敗します。明らかに大規模なアプリケーションには適していません。

シンプルなRedisマスタースレーブアーキテクチャで発生する問題

単一障害点を回避するために、マスター 1 つとスレーブ 1 つで構成される Redis のマスター/スレーブ アーキテクチャを作成します。以下のような問題が発生します。使用シナリオは以下のとおりです。

1. クライアント A はマスターのロックを取得します。
2. データをスレーブに同期しているときにマスターがクラッシュしました (マスターとスレーブ間の同期は非同期であるため)。
3. 奴隷が主人になる。
4. クライアント B は同じキーと値を使用してロックを取得します。分散ロックの失敗

レッドロックアルゴリズム

N 個 (5 個と仮定) の Redis マスター インスタンスがあり、すべてのノードが互いに独立しており、業務システムも単純な呼び出しであり、メッセージの再送信などの他の補助システムは存在しないと仮定します。アルゴリズムをシミュレートしてみましょう:

1. クライアントはサーバーの現在の時刻 t0 をミリ秒単位で取得します。

2. 同じキーと値を使用して、5 つのインスタンスから順番にロックを取得します。ロックを取得する際、クライアントはビジネス ロックに必要な期間よりもはるかに短いタイムアウト期間を設定します。たとえば、ロックに 10 秒かかる場合、タイムアウトは 5 ～ 50 ミリ秒に設定できます。これにより、Redis インスタンス自体がクラッシュしたにもかかわらず、クライアントがまだロックを取得しようとしている状況を回避できます。タイムアウト後、次のノードに直接ジャンプします。

3. クライアントは、現在の時刻 (t1) から t0 を減算して、ロックを取得するために必要な時間 t2 (= t1-t0) を計算します。 t2 がロックのビジネス有効期間 (つまり、2 番目のステップでは 10 秒) 未満であり、クライアントが少なくとも 3 つの (5/2+1) ステーションでロックを取得した場合にのみ、ロック取得が成功したと見なすことができます。

4. ロックが取得された場合、ロックのサービス有効期間は 10s-t2 です。

5. クライアントがロックを取得できない場合は、N/2+1 以上のインスタンスのロックを取得していないか、有効期間 (10s-t2) が負である可能性があります。そのノードでロックが取得されていない場合でも、ロックを解除しようとします。

ロックの解除

解放は比較的簡単で、すべてのインスタンス上の対応するキーを削除するだけです。記事が気に入ったら、ぜひフォローしてください。読んでいただきありがとうございます！