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Redis：增加隊列等待
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Redis 是一種開源的的支持高可用性分布式數據結構存儲系統(tǒng)，通常被用作內存數據緩存和數據庫。Redis 提供了很多豐富的數據結構和操作來支持各種不同的應用程序和場景，其中隊列是一個非常重要的數據結構。隊列在很多業(yè)務場景下都非常常見，比如消息隊列、任務隊列、請求隊列等等。在實現(xiàn)隊列的過程中，很多時候我們需要實現(xiàn)一個“排隊等待”的功能，本文將介紹如何在 Redis 中增加一個排隊等待的功能。
1. 隊列
隊列是一種先進先出的數據結構，即最先進入隊列的元素最先被處理。隊列有兩個基本操作，入隊和出隊，即向隊列尾部添加元素和從隊列頭部取出元素。Redis 提供了 List 數據結構來實現(xiàn)隊列，可以使用 lpush 和 rpop 兩個操作來實現(xiàn)入隊和出隊。下面是一個簡單的示例：
// 將元素 a、b、c 分別從左邊、右邊入隊
redis.lpush("queue", "a");
redis.rpush("queue", "b");
redis.rpush("queue", "c");
// 從左邊、右邊分別出隊元素
redis.lpop("queue");
redis.rpop("queue");
2. 排隊等待
在很多業(yè)務場景下，我們需要實現(xiàn)一個排隊等待的功能，即有多個任務需要執(zhí)行，但是只能同時執(zhí)行一定數量的任務，其余任務需要等待。這個功能在很多地方都會用到，比如限流、防止資源浪費、提高并發(fā)度等等。
實現(xiàn)排隊等待的方法比較多，可以使用多線程、協(xié)程、隊列等等。在 Redis 中，我們可以使用 Lua 腳本來實現(xiàn)排隊等待的功能。下面是一個簡單的示例：
-- 獲取隊列長度
local len = redis.call("llen", KEYS[1])
-- 如果隊列長度小于等于任務執(zhí)行數，則不需要排隊等待
if len
return true
end
-- 設置鎖標記，防止死鎖情況
redis.call("setnx", KEYS[2], true)
-- 繼續(xù)循環(huán)判斷隊列長度是否小于等于任務執(zhí)行數
while true do
local len = redis.call("llen", KEYS[1])
if len
redis.call("del", KEYS[2])
return true
end
-- 等待一段時間后繼續(xù)判斷
redis.call("blpop", KEYS[1], ARGV[2])
end
上面的 Lua 腳本接收兩個參數，第一個參數為隊列名，第二個參數為任務執(zhí)行數。如果隊列長度小于等于任務執(zhí)行數，則直接返回 true，不需要排隊等待。否則，我們需要獲取一個鎖標記，并且在一個 while 循環(huán)中不斷判斷隊列長度是否小于等于任務執(zhí)行數，如果是，則釋放鎖并返回 true，否則在隊列上等待一段時間后繼續(xù)判斷。
我們可以將上面的 Lua 腳本作為一個 Redis 命令使用。下面是一個 Python 示例：
import redis
r = redis.Redis()
def queue_push(queue_name, item):
r.rpush(queue_name, item)
def queue_pop(queue_name):
return r.lpop(queue_name)
def queue_wt(queue_name, max_workers, timeout=1):
script = """
-- 獲取隊列長度
local len = redis.call("llen", KEYS[1])
-- 如果隊列長度小于等于任務執(zhí)行數，則不需要排隊等待
if len
return true
end
-- 設置鎖標記，防止死鎖情況
redis.call("setnx", KEYS[2], true)
-- 繼續(xù)循環(huán)判斷隊列長度是否小于等于任務執(zhí)行數
while true do
local len = redis.call("llen", KEYS[1])
if len
redis.call("del", KEYS[2])
return true
end
-- 等待一段時間后繼續(xù)判斷
redis.call("blpop", KEYS[1], ARGV[2])
end
"""
return r.eval(script, 2, queue_name, queue_name + '_lock', max_workers, timeout)
# 入隊操作
queue_push('testqueue', 'task1')
queue_push('testqueue', 'task2')
queue_push('testqueue', 'task3')
queue_push('testqueue', 'task4')
queue_push('testqueue', 'task5')
# 排隊等待操作
queue_wt('testqueue', 2)
上面的 Python 示例使用了 Redis 的 Python 客戶端來實現(xiàn)隊列入隊、出隊、排隊等待等操作。運行上面的 Python 示例后，我們可以在 Redis 客戶端上使用 lrange 命令查看隊列內容，可以看到只有 2 個任務被處理，其余 3 個任務需要排隊等待。
redis-cli> lrange testqueue 0 -1
1) "task1"
2) "task2"
3) "task3"
4) "task4"
5) "task5"
3. 總結
本文簡要介紹了如何在 Redis 中增加一個排隊等待的功能，通過 Lua 腳本實現(xiàn)了一個簡單的排隊等待算法，該算法可以應用在多個業(yè)務場景中，比如限流、防止資源浪費、提高并發(fā)度等等。此外，Redis 還提供了很多其他豐富的數據結構和操作，可以根據具體業(yè)務場景選擇合適的數據結構和操作來實現(xiàn)需求。
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分享名稱：Redis新增一個排隊等待（redis添加一個隊列）
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