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Memcached CAS 协议[转]

 
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什么是CAS协议

Memcached于1.2.4版本新增CAS(Check and Set)协议类同于Java并发的CAS(Compare and Swap)原子操作,处理同一item被多个线程更改过程的并发问题。

在Memcached中,每个key关联有一个64-bit长度的long型惟一数值,表示该key对应value的版本号。这个数值由 Memcached server产生,从1开始,且同一Memcached server不会重复。在两种情况下这个版本数值会加1:1、新增一个key-value对;2、对某已有key对应的value值更新成功。删除 item版本值不会减小。

例如

Java代码  收藏代码
  1. MemcachedClient client = new MemcachedClient();  
  2.    client.set("fKey""fValue");   
  3.   //第一次set, 在Memcached server中会维护fKey对应的value的版本号,假设是548;  
  4.   
  5.    client.set("fKey""sValue");   
  6.   //再次set,则这个fKey对应的value的版本号变为549;  
  7.   
  8.    CASValue casValue = client.gets("fKey");  
  9.   //这样就可以得到对应key的cas版本号和实际value(各个Memcached client都有类似的对象表示,名字可能不一样,但效果类同),如 casValue.getValue = "sValue",casValue.getCas=549;  



CAS协议解决的问题

模拟多个Memcached client并发set同一个key的场景。如clientA想把当前key的value set为"x",且操作成功;clientB却把当前key的value值由"x"覆盖set为"y",这时clientA再根据key去取value时 得到"y"而不是期望的"x",它使用这个值,但不知道这个值已经被其它线程修改过,就可能会出现问题。

CAS协议解决这种并发修改问题。有线程试图修改当前key-value对的value时,先由gets方法得到item的版本号,操作完成提交 数据时,使用cas方法谨慎变更,如果在本地对item操作过程中这个key-value对在Memcached server端被其它线程更改过,就放弃此次修改(乐观锁概念)。

Java代码  收藏代码
  1. CASValue casValue = client.gets(key);  
  2. //*****  
  3. //本地的各种处理  
  4. //*****  
  5. CASResponse response = client.cas(key, newValue, casValue);  
  6. // 在我取数据时item的版本号是casValue.getCas(),所以提交时我期望item的版本号是没有改变过的。如果被修改过,不是我取数据时的 版本号,那么Memcached server对这次提交什么也不做,返回true或false由用户自己来提出解决方案(什么也不做或是重新获取版本 号,再次重试提交等)  



并发环境下的正确性验证

用多个Memcached client并发更改同一个key值,将value递增,如果  操作次数-CAS失败次数 = value增加的值,表示并发环境下CAS处理没有问题。

Java代码  收藏代码
  1. import java.io.IOException;  
  2. import java.net.InetSocketAddress;  
  3.   
  4. import net.spy.memcached.CASResponse;  
  5. import net.spy.memcached.CASValue;  
  6. import net.spy.memcached.MemcachedClient;  
  7.   
  8.   
  9. public class CASTest {  
  10.       
  11.     private static MemcachedClient client = null;  
  12.       
  13.     static {  
  14.         try {  
  15.             client = new MemcachedClient(  
  16.                                 new InetSocketAddress("localhost"11211));  
  17.         } catch (IOException o) {  
  18.             o.printStackTrace();  
  19.         }  
  20.     }  
  21.   
  22.     public static void main(String[] args) throws Exception {  
  23.         //Firstly, the key should exist.  
  24.         //key is "number", value is Integer 1, 7845 is expire time  
  25.         client.set("number"78451);  
  26.           
  27.           
  28.         CASTest testObj = new CASTest();  
  29.         //start the multithread environment  
  30.         for (int i = 0; i < 10; i++) {  
  31.             testObj.new ThreadTest("Thread-" + (i + 1)).start();  
  32.         }  
  33.     }  
  34.       
  35.     /** 
  36.      * Each thread runs many times 
  37.      */  
  38.     private class ThreadTest extends Thread {  
  39.           
  40.         private  MemcachedClient client = null;  
  41.         ThreadTest(String name) throws IOException {  
  42.             super(name);  
  43.             client = new MemcachedClient(  
  44.                                   new InetSocketAddress("localhost"11211));  
  45.         }  
  46.           
  47.         public void run() {  
  48.             int i = 0;  
  49.             int success = 0;  
  50.             while (i < 10) {  
  51.                 i++;  
  52.                 CASValue<Object> uniqueValue =client.gets("number");  
  53.                 CASResponse response = client.cas("number",     
  54.                  uniqueValue.getCas(), (Integer)uniqueValue.getValue() + 1);  
  55.   
  56.                 if (response.toString().equals("OK")) {  
  57.                     success++;  
  58.                 }  
  59.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " +  i   
  60.                   + " time " + " update oldValue : " + uniqueValue   
  61.                   +  " , result : " + response);  
  62.             }  
  63.               
  64.             if (success < 10) {  
  65.                 System.out.println(Thread.currentThread().getName()  
  66.                       + " unsuccessful times : " + (10 - success ));  
  67.             }  
  68.         }  
  69.     }  
  70. }  



每次执行的结果都会不一样,如其中某次的执行结果为: 总共操作100次,冲突47次,且最后value由1涨到53,那么表示验证成功。

不足之处,诚请提出!

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