展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > Golang分布式应用之Redis怎么使用

Golang分布式应用之Redis怎么使用

Redis Assistant
Redis Assistant

Redis Assistant 是一款为Redis设计的高效可视化管理与监控工具,提供多种操作模式,高效处理服务器数据。日常使用里的持续防护和信息管理会更突出,适合把安全控制放进长期使用流程中的场景。

¥19
Windows/macOS/Linux 2026-08-22
正版软件 Windows macOS软件 Linux 数据库管理工具
立即下载

正文Redis作是一个高性能的内存数据库,常被应用于分布式系统中,除了作为分布式缓存或简单的内存数据库还有一些特殊的应用场景,本文结合Golang来编写对应的中间件。分布式锁单机系统中我们可以使用sync.Mutex来保护临界资源,在分布式系统中同样有这样的需求,当多个主机抢占同一个资源,需要加对应的“分布式锁”。在Redis中我们可以通过setnx命令来实现如果key不存在可以设置对应的值,设置成功则加锁成功,key不存在返回失败释放锁可以通过del实现。主要逻辑如下:typeRedisLockstru

本文目录

      正文

      Redis作是一个高性能的内存数据库,常被应用于分布式系统中,除了作为分布式缓存或简单的内存数据库还有一些特殊的应用场景,本文结合Golang来编写对应的中间件。

      分布式锁

      单机系统中我们可以使用sync.Mutex来保护临界资源,在分布式系统中同样有这样的需求,当多个主机抢占同一个资源,需要加对应的“分布式锁”。

      在Redis中我们可以通过setnx命令来实现

      • 如果key不存在可以设置对应的值,设置成功则加锁成功,key不存在返回失败

      • 释放锁可以通过del实现。

      主要逻辑如下:

      type RedisLock struct {
      	client     *redis.Client
      	key        string
      	expiration time.Duration // 过期时间,防止宕机或者异常
      }
      func NewLock(client *redis.Client, key string, expiration time.Duration) *RedisLock {
      	return &RedisLock{
      		client:     client,
      		key:        key,
      		expiration: expiration,
      	}
      }
      // 加锁将成功会将调用者id保存到redis中
      func (l *RedisLock) Lock(id string) (bool, error) {
      	return l.client.SetNX(context.TODO(), l.key, id, l.expiration).Result()
      }
      const unLockScript = `
      if (redis.call("get", KEYS[1]) == KEYS[2]) then
      	redis.call("del", KEYS[1])
      	return true
      end
      return false
      `
      // 解锁通过lua脚本来保证原子性,只能解锁当前调用者加的锁
      func (l *RedisLock) UnLock(id string) error {
      	_, err := l.client.Eval(context.TODO(), unLockScript, []string{l.key, id}).Result()
      	if err != nil && err != redis.Nil {
      		return err
      	}
      	return nil
      }

      需要加一个额外的超时时间来防止系统宕机或者异常请求造成的死锁,通过超时时间为最大预估运行时间的2倍。

      解锁时通过lua脚本来保证原子性,调用者只会解自己加的锁。避免由于超时造成的混乱,例如:进程A在时间t1获取了锁,但由于执行缓慢,在时间t2锁超时失效,进程B在t3获取了锁,这是如果进程A执行完去解锁会取消进程B的锁。

      运行测试

      func main() {
          client := redis.NewClient(&redis.Options{
      		Addr:     "localhost:6379",
      		Password: "123456",
      		DB:       0, // use default DB
      	})
      	lock := NewLock(client, "counter", 30*time.Second)
          counter := 0
      	worker := func(i int) {
      		for {
      			id := fmt.Sprintf("worker%d", i)
      			ok, err := lock.Lock(id)
      			log.Printf("worker %d attempt to obtain lock, ok: %v, err: %v", i, ok, err)
      			if !ok {
      				time.Sleep(100 * time.Millisecond)
      				continue
      			}
      			defer lock.UnLock(id)
      			counter++
      			log.Printf("worker %d, add counter %d", i, counter)
      			break
      		}
      	}
      	wg := sync.WaitGroup{}
      	for i := 1; i <= 5; i++ {
      		wg.Add(1)
      		id := i
      		go func() {
      			defer wg.Done()
      			worker(id)
      		}()
      	}
      	wg.Wait()
      }

      运行结果,可以看到与sync.Mutex使用效果类似

      2022/07/22 09:58:09 worker 5 attempt to obtain lock, ok: true, err:
      2022/07/22 09:58:09 worker 5, add counter 1
      2022/07/22 09:58:09 worker 4 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:09 worker 1 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:09 worker 2 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:09 worker 3 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 3 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 1 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 2 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 4 attempt to obtain lock, ok: true, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 4, add counter 2
      2022/07/22 09:58:10 worker 1 attempt to obtain lock, ok: true, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 1, add counter 3
      2022/07/22 09:58:10 worker 3 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 2 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 2 attempt to obtain lock, ok: true, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 2, add counter 4
      2022/07/22 09:58:10 worker 3 attempt to obtain lock, ok: false, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 3 attempt to obtain lock, ok: true, err:
      2022/07/22 09:58:10 worker 3, add counter 5

      特别注意的是,在分布式Redis集群中,如果发生异常时(主节点宕机),可能会降低分布式锁的可用性,可以通过强一致性的组件etcd、ZooKeeper等实现。

      分布式过滤器

      假设要开发一个爬虫服务,爬取百万级的网页,怎么判断某一个网页是否爬取过,除了借助数据库和HashMap,我们可以借助布隆过滤器来做。相比其他方式布隆过滤器占用极低的空间,而且插入查询时间非常快。

      布隆过滤器用来判断某个元素是否在集合中,利用BitSet

      • 插入数据时将值进行多次Hash,将BitSet对应位置1

      • 查询时同样进行多次Hash对比所有位上是否为1,如是则存在。

      布隆过滤器有一定的误判率,不适合精确查询的场景。另外也不支持删除元素。通常适用于URL去重、垃圾邮件过滤、防止缓存击穿等场景中。

      在Redis中,我们可以使用自带的BitSet实现,同样也借助lua脚本的原子性来避免多次查询数据不一致。

      const (
      	// 插入数据,调用setbit设置对应位
      	setScript = `
      for _, offset in ipairs(ARGV) do
      	redis.call("setbit", KEYS[1], offset, 1)
      end
      `
      	// 查询数据,如果所有位都为1返回true
      	getScript = `
      for _, offset in ipairs(ARGV) do
      	if tonumber(redis.call("getbit", KEYS[1], offset)) == 0 then
      		return false
      	end
      end
      return true
      `
      )
      type BloomFilter struct {
      	client *redis.Client
      	key    string // 存在redis中的key
      	bits   uint // BitSet的大小
      	maps   uint // Hash的次数
      }
      func NewBloomFilter(client *redis.Client, key string, bits, maps uint) *BloomFilter {
      	client.Del(context.TODO(), key)
      	if maps == 0 {
      		maps = 14
      	}
      	return &BloomFilter{
      		key:    key,
      		client: client,
      		bits:   bits,
      		maps:   maps,
      	}
      }
      // 进行多次Hash, 得到位置列表
      func (f *BloomFilter) getLocations(data []byte) []uint {
      	locations := make([]uint, f.maps)
      	for i := 0; i < int(f.maps); i++ {
      		val := murmur3.Sum64(append(data, byte(i)))
      		locations[i] = uint(val) % f.bits
      	}
      	return locations
      }
      func (f *BloomFilter) Add(data []byte) error {
      	args := getArgs(f.getLocations(data))
      	_, err := f.client.Eval(context.TODO(), setScript, []string{f.key}, args).Result()
      	if err != nil && err != redis.Nil {
      		return err
      	}
      	return nil
      }
      func (f *BloomFilter) Exists(data []byte) (bool, error) {
      	args := getArgs(f.getLocations(data))
      	resp, err := f.client.Eval(context.TODO(), getScript, []string{f.key}, args).Result()
      	if err != nil {
      		if err == redis.Nil {
      			return false, nil
      		}
      		return false, err
      	}
      	exists, ok := resp.(int64)
      	if !ok {
      		return false, nil
      	}
      	return exists == 1, nil
      }
      func getArgs(locations []uint) []string {
      	args := make([]string, 0)
      	for _, l := range locations {
      		args = append(args, strconv.FormatUint(uint64(l), 10))
      	}
      	return args
      }

      运行测试

      func main() {
      	bf := NewBloomFilter(client,"bf-test", 2^16, 14)
      	exists, err := bf.Exists([]byte("test1"))
      	log.Printf("exist %t, err %v", exists, err)
      	if err := bf.Add([]byte("test1")); err != nil {
      		log.Printf("add err: %v", err)
      	}
      	exists, err = bf.Exists([]byte("test1"))
      	log.Printf("exist %t, err %v", exists, err)
      	exists, err = bf.Exists([]byte("test2"))
      	log.Printf("exist %t, err %v", exists, err)
      // output
      // 2022/07/22 10:05:58 exist false, err 
      // 2022/07/22 10:05:58 exist true, err 
      // 2022/07/22 10:05:58 exist false, err 
      }

      分布式限流器

      在golang.org/x/time/rate包中提供了基于令牌桶的限流器,如果要实现分布式环境的限流可以基于Redis Lua脚本实现。

      令牌桶的主要原理如下:

      • 假设一个令牌桶容量为burst,每秒按照qps的速率往里面放置令牌

      • 初始时放满令牌,令牌溢出则直接丢弃,请求令牌时,如果桶中有足够令牌则允许,否则拒绝

      • 当burst==qps时,严格按照qps限流;当burst>qps时,可以允许一定的突增流量

      这里主要参考了官方rate包的实现,将核心逻辑改为Lua实现。

      --- 相关Key
      --- limit rate key值,对应value为当前令牌数
      local limit_key = KEYS[1]
      --- 输入参数
      --[[
      qps: 每秒请求数;
      burst: 令牌桶容量;
      now: 当前Timestamp;
      cost: 请求令牌数;
      max_wait: 最大等待时间
      --]]
      local qps = tonumber(ARGV[1])
      local burst = tonumber(ARGV[2])
      local now = ARGV[3]
      local cost = tonumber(ARGV[4])
      local max_wait = tonumber(ARGV[5])
      --- 获取redis中的令牌数
      local tokens = redis.call("hget", limit_key, "token")
      if not tokens then
      	tokens = burst
      end
      --- 上次修改时间
      local last_time = redis.call("hget", limit_key, "last_time")
      if not last_time then
      	last_time = 0
      end
      --- 最新等待时间
      local last_event = redis.call("hget", limit_key, "last_event")
      if not last_event then
      	last_event = 0
      end
      --- 通过当前时间与上次修改时间的差值,qps计算出当前时间得令牌数
      local delta = math.max(0, now-last_time)
      local new_tokens = math.min(burst, delta * qps + tokens)
      new_tokens = new_tokens - cost --- 最新令牌数,减少请求令牌
      --- 如果最新令牌数小于0,计算需要等待的时间
      local wait_period = 0
      if new_tokens < 0 and qps > 0 then
      	wait_period = wait_period - new_tokens / qps
      end
      wait_period = math.ceil(wait_period)
      local time_act = now + wait_period --- 满足等待间隔的时间戳
      --- 允许请求有两种情况
      --- 当请求令牌数小于burst, 等待时间不超过最大等待时间,可以通过补充令牌满足请求
      --- qps为0时,只要最新令牌数不小于0即可
      local ok = (cost <= burst and wait_period <= max_wait and qps > 0) or (qps == 0 and new_tokens >= 0)
      --- 设置对应值
      if ok then
      	redis.call("set", limit_key, new_tokens)
      	redis.call("set", last_time_key, now)
      	redis.call("set", last_event_key, time_act)
      end
      --- 返回列表,{是否允许, 等待时间}
      return {ok, wait_period}

      在Golang中的相关接口Allow、AllowN、Wait等都是通过调用reserveN实现

      // 调用lua脚本
      func (lim *RedisLimiter) reserveN(now time.Time, n int, maxFutureReserveSecond int) (*Reservation, error) {
      	// ...
      	res, err := lim.rdb.Eval(context.TODO(), reserveNScript, []string{lim.limitKey}, lim.qps, lim.burst, now.Unix(), n, maxFutureReserveSecond).Result()
      	if err != nil && err != redis.Nil {
      		return nil, err
      	}
      	//...
      	return &Reservation{
      		ok:        allow == 1,
      		lim:       lim,
      		tokens:    n,
      		timeToAct: now.Add(time.Duration(wait) * time.Second),
      	}, nil
      }

      运行测试

      func main() {
      	rdb := redis.NewClient(&redis.Options{
      		Addr:     "localhost:6379",
      		Password: "123456",
      		DB:       0, // use default DB
      	})
      	r, err := NewRedisLimiter(rdb, 1, 2, "testrate")
      	if err != nil {
      		log.Fatal(err)
      	}
      	r.Reset()
      	for i := 0; i < 5; i++ {
      		err := r.Wait(context.TODO())
      		log.Printf("worker %d allowed: %v", i, err)
      	}
      }
      // output
      // 2022/07/22 12:50:31 worker 0 allowed: 
      // 2022/07/22 12:50:31 worker 1 allowed: 
      // 2022/07/22 12:50:32 worker 2 allowed: 
      // 2022/07/22 12:50:33 worker 3 allowed: 
      // 2022/07/22 12:50:34 worker 4 allowed: 

      前两个请求在burst内,直接可以获得,后面的请求按照qps的速率生成。

      其他

      除此之外,Redis还可以用作全局计数、去重(set)、发布订阅等场景。Redis官方也提供了一些通用模块,通过加载这些模块也可以实现过滤、限流等特性,参考modules。

      本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
      作者最新文章
      编程开发 Golang
      相关文章 更多
      精品专题 更多
      装机必备

      正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

      Windows

      正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

      PDF教程

      正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

      macOS软件

      正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

      IOS软件

      正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

      AI

      正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

      Mac软件 更多
      AirBuddy 3 macOS版
      AirBuddy 3 macOS版

      AirBuddy 3 是面向 macOS 的蓝牙外设增强工具,可集中查看 AirPods、Beats 与苹果设备电量,提供快速连接、播放控制、电量提醒、桌面小组件和多台 Mac 外设接力等功能。

      AirServer macOS版
      AirServer macOS版

      AirServer macOS版可把 Mac 转换为无线投屏接收端,通过 AirPlay 或 Google Cast 接收手机、平板和电脑画面,并支持多设备同时连接、高清镜像及会话录制,适合家庭娱乐、课堂教学、会议演示和应用展示。

      AnyDesk macOS版
      AnyDesk macOS版

      AnyDesk macOS版是一款适用于远程办公、设备维护和客户支持的远程桌面工具,可连接并操作异地计算机,支持文件传输、无人值守访问、会话权限控制及跨平台协作。

      Beamer 4 macOS版
      Beamer 4 macOS版

      Beamer 4是面向macOS的本地视频投屏工具,可将Mac中的影片投放到Apple TV、Chromecast及兼容设备,支持常见格式、多类字幕、环绕声、播放列表和电视遥控操作。

      Boom 3D macOS版
      Boom 3D macOS版

      Boom 3D macOS版是一款系统级音效增强工具,可为音乐、电影、游戏和流媒体提供3D虚拟环绕声、31段均衡器、音量增强及应用独立音量控制,并支持本地播放器与多种音频输出设备。

      Boris FX macOS版
      Boris FX macOS版

      Boris FX macOS版是一套面向剪辑、合成、调色及动态图形工作的专业后期工具,涵盖视觉特效、平面与三维跟踪、转描、画面修复、粒子动画和音频清理,可配合多种主流宿主软件使用。

      Capto macOS版
      Capto macOS版

      Capto 是面向 macOS 的屏幕截图、高清录屏与媒体编辑工具,支持区域及整屏捕获、网页长截图、双音轨处理、图片和视频标注、素材分类与多渠道分享,适合教师、学生、内容创作者及需要制作演示教程的用户。

      ChemDraw macOS版
      ChemDraw macOS版

      ChemDraw macOS版是一款面向化学学习、科研和制药工作的专业结构绘图工具,可创建分子、反应及生物聚合物图形,并提供结构整理、格式转换和科研成果展示能力。

      Cursor Crane macOS版
      Cursor Crane macOS版

      Cursor Crane 是一款仅面向 macOS 的键盘操控效率工具,可通过提示标签、网格、文字查找和窗口模式完成点击、滚动、定位与切换,并支持屏幕内容提取、脚本及工作流扩展。

      Deep Freeze 冰点还原 macOS版
      Deep Freeze 冰点还原 macOS版

      Deep Freeze 冰点还原 macOS版通过冻结系统配置,让受保护的Mac在重新启动后回到预设状态,并提供解冻空间、维护计划、密码保护及Apple Remote Desktop管理能力。

      Focusky macOS版
      Focusky macOS版

      Focusky macOS版是一款面向教学课件、商务汇报、产品展示和动画宣传内容的演示制作工具。它通过无限画布、路径编排、缩放旋转转场及多媒体编辑,将传统逐页幻灯片转化为更具空间感的动态演示。

      Folder Colorizer 2 macOS版
      Folder Colorizer 2 macOS版

      Folder Colorizer 2 macOS版是一款直观的文件夹外观定制工具,可更换颜色,添加表情、贴纸及图片背景,并支持批量处理、智能推荐和恢复默认样式,帮助用户更快辨认工作、学习与生活资料。

      WINDOWS 更多
      讯飞绘文 网页版
      讯飞绘文 网页版

      讯飞绘文网页版是科大讯飞推出的AI图文创作与内容运营工具,覆盖热点选题、文章生成、稿件校对、智能配图、排版发布和数据复盘等环节,适合自媒体创作者及内容团队在线使用。

      AirServer Windows版
      AirServer Windows版

      AirServer Windows版可把电脑变成AirPlay、Google Cast和Miracast无线投屏接收端,适合会议演示、课堂教学及家庭大屏分享。发送设备通常无需另装客户端,并可同时接收和智能排列多个镜像会话。

      AlwaysUp Windows版
      AlwaysUp Windows版

      AlwaysUp是一款面向Windows的系统服务注册与程序托管工具,可让普通应用、脚本及批处理在无人登录时随系统启动,并通过状态检测、异常重启、资源监控和邮件通知保障关键任务持续运行。

      AnyDesk Windows版
      AnyDesk Windows版

      AnyDesk Windows版是一款轻量化远程桌面与技术支持工具,可用于控制异地电脑、传输文件、远程打印及无人值守访问。它兼顾连接响应、安全权限和部署灵活性,适合个人远程办公、企业设备维护与客服支持。

      Boom 3D Windows版
      Boom 3D Windows版

      Boom 3D Windows版是一款面向音乐、电影和游戏场景的系统级音效增强工具,支持虚拟3D环绕声、31段均衡器、预设音效、应用音量控制及本地音乐播放,可配合耳机、扬声器和蓝牙耳机使用。

      Boris FX Windows版
      Boris FX Windows版

      Boris FX Windows版是一套服务于影视剪辑、视觉特效、运动跟踪、转描、图像修饰及音频修复的专业创作工具集合,可作为插件接入多种主流后期宿主,也包含可独立运行的应用,适合剪辑师、特效师与内容创作者使用。

      ChemDraw Windows版
      ChemDraw Windows版

      ChemDraw Windows版是一款面向化学研究、药物研发、材料科学和教学工作的专业结构绘图工具,可快速绘制分子、反应式及生物聚合物,并提供结构整理、格式转换、性质计算和科研文档协作能力。

      CODESOFT Windows版
      CODESOFT Windows版

      CODESOFT Windows版是一套企业级条码与RFID标签设计打印工具,可连接Excel、Access、SQL及云端数据源,支持变量、表单、GS1条码、数据库记录和多种工业打印机,适合制造、仓储、物流及合规标识场景。

      Deep Freeze 冰点还原 Windows版
      Deep Freeze 冰点还原 Windows版

      Deep Freeze 冰点还原 Windows版通过重启恢复技术保护系统盘及指定分区,自动撤销恶意程序、误操作和配置漂移造成的改动,并支持密码保护、解冻空间与多硬盘管理,适合学校机房、公共电脑、办公终端及家庭电脑使用。

      EDIUS Windows版
      EDIUS Windows版

      EDIUS 11 Windows版是一款面向影视制作、广播电视、纪录片、短视频及教育机构的专业非线性编辑工具,支持4K/8K、多格式混编、HDR调色、字幕、音频处理和后台渲染,并提供素材管理及丰富的导出预设。

      FastStone Capture Windows版
      FastStone Capture Windows版

      FastStone Capture Windows版是一款轻量级屏幕捕捉、录屏与图像编辑工具,可截取窗口、区域、菜单和滚动页面,并提供标注、模糊、取色、OCR、录音录像及多格式导出能力,适合办公说明、教程制作和问题反馈。

      Focusky Windows版
      Focusky Windows版

      Focusky Windows版是一款动画演示与交互课件制作工具,通过无限画布、缩放旋转镜头、模板素材和对象动画组织内容,可导入PPTX,并输出视频、EXE、PDF、网页等格式,适用于课堂教学、微课、商务汇报及产品展示。

      即将离开本站
      您即将前往第三方网站,请确认是否继续?