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
MemcachedClient client = new MemcachedClient();
client.set("fKey", "fValue");
//第一次set, 在Memcached server中会维护fKey对应的value的版本号,假设是548;
client.set("fKey", "sValue");
//再次set,则这个fKey对应的value的版本号变为549;
CASValue casValue = client.gets("fKey");
//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
CASValue casValue = client.gets(key);
//*****
//本地的各种处理
//*****
CASResponse response = client.cas(key, newValue, casValue);
//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
import java.io.IOException;
import java.net.InetSocketAddress;
import net.spy.memcached.CASResponse;
import net.spy.memcached.CASValue;
import net.spy.memcached.MemcachedClient;
public class CASTest {
private static MemcachedClient client = null;
static {
try {
client = new MemcachedClient(
new InetSocketAddress("localhost", 11211));
} catch (IOException o) {
o.printStackTrace();
}
}
public static void main(String[] args) throws Exception {
//Firstly, the key should exist.
//key is "number", value is Integer 1, 7845 is expire time
client.set("number", 7845, 1);
CASTest testObj = new CASTest();
//start the multithread environment
for (int i = 0; i < 10; i++) {
testObj.new ThreadTest("Thread-" + (i + 1)).start();
}
}
/**
* Each thread runs many times
*/
private class ThreadTest extends Thread {
private MemcachedClient client = null;
ThreadTest(String name) throws IOException {
super(name);
client = new MemcachedClient(
new InetSocketAddress("localhost", 11211));
}
public void run() {
int i = 0;
int success = 0;
while (i < 10) {
i++;
CASValue<Object> uniqueValue =client.gets("number");
CASResponse response = client.cas("number",
uniqueValue.getCas(), (Integer)uniqueValue.getValue() + 1);
if (response.toString().equals("OK")) {
success++;
}
System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " " + i
+ " time " + " update oldValue : " + uniqueValue
+ " , result : " + response);
}
if (success < 10) {
System.out.println(Thread.currentThread().getName()
+ " unsuccessful times : " + (10 - success ));
}
}
}
}
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。