Redis 的 set nx 底层怎么实现的？

LinkinStar

发布于 2023-10-18 14:23:56

3450

发布于 2023-10-18 14:23:56

文章被收录于专栏：LinkinStar's Blog

前言

首先，非常难得这个系列重新开始更新了，因为之前一直在纠结选题，很多时候我会觉得一些面试题或者是提问很没有实际意义，就好像是为了八股文而八股文，而后面渐渐发现，只要你去追寻背后的一些思考，还是能留下些东西的。

审题

这个问题其实本身很”简单”，那么只有两种可能一种你看过 Redis 的源码，一种是没看过进行猜测。不过首先我们可以说一些前奏：

Redis 一开始是有 setnx 这个命令的，后来废弃了，而将 nx 作为 set 的一个参数项，同时也就支持指定过期时间
这个命令的功能就是 set 一个 kv，如果 k 存在则失败，如果 k 不存在就成功 set 这个 kv
我们常常会用 Redis 的 set nx 来实现分布式锁，所以估计提问者想确保你了解原理，从而使用分布式锁的时候更加安心，或者想通过这个问题来引出分布式锁的问题

猜测

我们首先可以大胆猜测一下实现方式。可以直接先简化一下问题，本质就是给你一个 map，然后实现一个 setnx 方法，当 k 存在则直接失败。最关键的问题就是解决并发问题。

那解决并发的问题，能想到的就是要么锁，要么 cas，要么直接队列卡死，对吧。

然后，结合所知道的，redis 本身执行命令就是单线程，不需要锁，没有并发，那么直接查一把，然后处理就完事了。如果不看源码应该没有别的坑了吧。

解答

话不多说，直接上源码：

/* Forward declaration */
static int getExpireMillisecondsOrReply(client *c, robj *expire, int flags, int unit, long long *milliseconds);

void setGenericCommand(client *c, int flags, robj *key, robj *val, robj *expire, int unit, robj *ok_reply, robj *abort_reply) {
    long long milliseconds = 0; /* initialized to avoid any harmness warning */
    int found = 0;
    int setkey_flags = 0;

    if (expire && getExpireMillisecondsOrReply(c, expire, flags, unit, &milliseconds) != C_OK) {
        return;
    }

    if (flags & OBJ_SET_GET) {
        if (getGenericCommand(c) == C_ERR) return;
    }

    found = (lookupKeyWrite(c->db,key) != NULL);

    if ((flags & OBJ_SET_NX && found) ||
        (flags & OBJ_SET_XX && !found))
    {
        if (!(flags & OBJ_SET_GET)) {
            addReply(c, abort_reply ? abort_reply : shared.null[c->resp]);
        }
        return;
    }

    /* When expire is not NULL, we avoid deleting the TTL so it can be updated later instead of being deleted and then created again. */
    setkey_flags |= ((flags & OBJ_KEEPTTL) || expire) ? SETKEY_KEEPTTL : 0;
    setkey_flags |= found ? SETKEY_ALREADY_EXIST : SETKEY_DOESNT_EXIST;

    setKey(c,c->db,key,val,setkey_flags);
    server.dirty++;
    notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_STRING,"set",key,c->db->id);

    if (expire) {
        setExpire(c,c->db,key,milliseconds);
        /* Propagate as SET Key Value PXAT millisecond-timestamp if there is
         * EX/PX/EXAT flag. */
        if (!(flags & OBJ_PXAT)) {
            robj *milliseconds_obj = createStringObjectFromLongLong(milliseconds);
            rewriteClientCommandVector(c, 5, shared.set, key, val, shared.pxat, milliseconds_obj);
            decrRefCount(milliseconds_obj);
        }
        notifyKeyspaceEvent(NOTIFY_GENERIC,"expire",key,c->db->id);
    }

    if (!(flags & OBJ_SET_GET)) {
        addReply(c, ok_reply ? ok_reply : shared.ok);
    }

    /* Propagate without the GET argument (Isn't needed if we had expire since in that case we completely re-written the command argv) */
    if ((flags & OBJ_SET_GET) && !expire) {
        int argc = 0;
        int j;
        robj **argv = zmalloc((c->argc-1)*sizeof(robj*));
        for (j=0; j < c->argc; j++) {
            char *a = c->argv[j]->ptr;
            /* Skip GET which may be repeated multiple times. */
            if (j >= 3 &&
                (a[0] == 'g' || a[0] == 'G') &&
                (a[1] == 'e' || a[1] == 'E') &&
                (a[2] == 't' || a[2] == 'T') && a[3] == '\0')
                continue;
            argv[argc++] = c->argv[j];
            incrRefCount(c->argv[j]);
        }
        replaceClientCommandVector(c, argc, argv);
    }
}

看到代码直接吓坏了吧，不敢看了对吧？直接来看答案了对吧？其实这代码挺好懂的，没啥坑点与想的差不多。抓住 OBJ_SET_NX 表示用户输入的命令带有 NX 表示，其他一概不管。

lookupKeyWrite 直接利用这个方法查一把，如果 found(找到了) 并且是 OBJ_SET_NX 也就是 NX ，那么直接返回了。这里可以多说一句，注意到这个方法名称带有了 Write 了吧，所以这个方法是专门用来写 key 的时候用的，是保证并发下可用的。
如果没找到就直接插入呗，还能有啥，和普通的 kv 插入也没啥区别了。（后面也没有 OBJ_SET_NX 标识了不是吗？）