Redis-zset基于score值pop弹出的原子性操作

灰太狼 2024-03-24 18:35 10阅读 0赞

### Redis-zset基于score值pop弹出的原子性操作 ###

#### 背景： ####

近期接到一个需求，逻辑顺序是将一个zset中的元素通过将zRangeByScore查出来，做某些业务操作，再通过zrem移除。本身这两个命令操作并不难，但业务设计上来说这这个zset是全局所有用户共享，在并发的情况下，比如：

1、线程a从zset中根据`zRangeByScore zset 0 100`命令查询一批数据->业务操作->zrem删除

2、线程b从zset中根据`zRangeByScore zset 50 160`命令查询一批数据->业务操作->zrem删除

如果在线程a业务操作还没有完成，没有执行zrem操作时，线程b来查询，两个线程就会访问到重复数据，产生重复操作，如果业务操作上做了幂等还好，否则就是bug。

一般情况下我们会考虑在这一整个操作外层加锁，这种做法有两个缺点：

1.  锁持有时间过长
2.  锁粒度较大，上面说过前提是这个zset全局共享的数据，没有精确到用户，所有线程执行到这里都会变成串型化操作，效率很低

所以这里介绍另一种实现方案：zset基于score值pop弹出的原子性操作，优化后的逻辑如下：  
1、线程a从zset中根据`zpopByScore zset 0 100`查询并删除一批数据->做业务操作

2、线程a从zset中根据`zpopByScore zset 50 150`查询并删除一批数据->做业务操作

可以看到只要这里只要保证zpopByScore的操作是**原子性**（下面介绍如何实现）的就能大幅降低锁粒度，提高效率。

另外注意一点，再实际业务操作过程中可能遇到异常，需要回滚，所以我们可把逻辑优化成：

1、线程a从zset中根据`zpopByScore zset 0 100`查询并删除一批数据->做业务操作->异常时回滚(将pop出来的数据重新添加到zset中)

#### zPopByScore实现： ####

原生的redis命令zset有实现zpopmin、zpopmax等，有兴趣的可以参考https://redis.io/commands/?name=zpo

这里通过lua脚本实现自定义操作：

Java版本-引入依赖：

<dependency>
        <groupId>org.springframework.data</groupId>
        <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
        <version>2.2.4.RELEASE</version>
    </dependency>

代码实现：

public static final RedisScript<List<Object>> ZPOP_BY_SCORE_SCRIPT;
    /**
    	KEYS[1]：需要查询的zset-key
    	ARGV[1]：score下限
    	ARGV[2]：score上限
    */
    	static {
        
    		 String string= "local result = redis.call('zrangebyscore', KEYS[1], ARGV[1], ARGV[2]) " +
    				"if result[1] " +
    				"then " +
    				"    redis.call('zrem', KEYS[1], unpack(result)) " +
    				"    return result " +
    				"else " +
    				"    return {} " +
    				"end ";
    		ZPOP_BY_SCORE_SCRIPT = new DefaultRedisScript(string, List.class);
    	}
    
    /**
    	简单调用示例	
    */
    	public static List<Object> zPopByScore(String key, double min, double max) {
        
    		List<String> keys = Lists.newArrayList(key);
    		List<Object> args = Lists.newArrayList(min, max);
    		return redisTemplate.execute(RedisUtil.ZPOP_BY_SCORE_SCRIPT, keys, args.toArray());
    	}

#### 总结： ####

本文主要介绍的是redis如何通过lua脚本方式实现popByScore命令，其中花了比较大的篇幅做背景介绍，主要是为了讲清楚什么样的业务场景下会用到它，希望大家同时也思考一下你遇到类似问题时这个方案是否真的适用。毕竟技术是为了业务服务，没有最好的方案，只有最合适的。