Méthodes Redis et exemples d'application pour réaliser une coordination distribuée

Méthodes et exemples d'application de Redis implémentant la coordination distribuée

Dans un système distribué, la coordination entre les nœuds est un problème clé. Les solutions traditionnelles utilisent généralement un nœud central pour coordonner d'autres nœuds, mais cela entraînera des problèmes tels que des points de défaillance uniques et des goulots d'étranglement en termes de performances. Ces dernières années, Redis, en tant que base de données en mémoire hautes performances, a été de plus en plus utilisée. Dans Redis, sa structure de données et son ensemble de commandes peuvent être utilisés pour implémenter des fonctions de coordination distribuées, obtenant ainsi un système distribué hautement disponible et hautes performances. Cet article présentera la méthode et les exemples d'application de Redis pour réaliser une coordination distribuée.

1. Structures de données et commandes Redis

Redis prend en charge une variété de structures de données, notamment la chaîne, la liste, l'ensemble, l'ensemble ordonné (zset) et le hachage. Chaque structure correspond à un ensemble de commandes, qui permettent d'ajouter, de supprimer, d'interroger, etc. des opérations sur la structure. En coordination distribuée, nous utilisons couramment des listes et des ensembles.

1. List

Une liste est un tableau ordonné de chaînes dans Redis. Nous pouvons utiliser lpush, rpush, lpop, rpop et d'autres commandes pour ajouter et supprimer des éléments aux deux extrémités de la liste. Des fonctions telles que les files d'attente de tâches et les files d'attente de messages peuvent être implémentées via des listes.

Par exemple, nous pouvons utiliser la commande suivante pour ajouter une tâche à la liste :

LPUSH tasks "task1"

Utilisez ensuite la commande suivante pour supprimer la tâche de la liste :

RPOP tasks

2. Set

Un ensemble est un ensemble non ordonné, non ordonné défini dans Redis. Une collection de chaînes répétées. Nous pouvons utiliser sadd, srem, smembers et d'autres commandes pour ajouter et supprimer des éléments à la collection, ou demander si la collection contient un élément.

Par exemple, nous pouvons utiliser la commande suivante pour ajouter un nœud à la collection :

SADD nodes "node1"

Utilisez ensuite la commande suivante pour interroger tous les nœuds de la collection :

SMEMBERS nodes

Les commandes ci-dessus sont couramment utilisées dans les listes et les collections, ces Les commandes peuvent nous aider à réaliser la fonction de coordination de la distribution.

2. Comment Redis implémente la coordination distribuée

Avec la structure de données et les commandes ci-dessus, nous pouvons utiliser Redis pour implémenter des fonctions de coordination distribuée. Les méthodes d'utilisation de listes et d'ensembles pour réaliser une coordination distribuée seront présentées ci-dessous.

1. Utilisez des listes pour implémenter des files d'attente de tâches

Dans les systèmes distribués, les files d'attente de tâches sont un scénario courant. Nous pouvons utiliser la structure de liste de Redis pour implémenter une file d'attente de tâches distribuée.

Nous pouvons ajouter une tâche à la file d'attente des tâches à l'aide de la commande suivante :

LPUSH tasks "task1"

Ensuite, chaque nœud peut retirer une tâche de la file d'attente des tâches à l'aide de la commande suivante :

RPOP tasks

Si la file d'attente est vide, la commande RPOP renvoie nul, auquel moment les nœuds peuvent attendre un certain temps pour reprendre les tâches. Si les tâches de la file d'attente des tâches ont été allouées, de nouvelles tâches peuvent être ajoutées à la file d'attente si nécessaire.

De cette façon, nous pouvons réaliser une planification distribuée des tâches, et chaque nœud peut obtenir indépendamment des tâches de la file d'attente des tâches et les exécuter.

2. Utilisez des collections pour implémenter l'enregistrement des nœuds

Dans un système distribué, une coordination est requise entre les nœuds. Nous pouvons utiliser la structure de collection de Redis pour implémenter l'enregistrement et la découverte des nœuds.

Lorsque chaque nœud démarre, ajoutez ses propres informations de nœud à la collection via la commande suivante :

SADD nodes "Node-01"

Ensuite, les autres nœuds peuvent interroger tous les nœuds de la collection via la commande suivante :

SMEMBERS nodes

Après avoir obtenu la liste des nœuds, vous pouvez sélectionner d'autres selon les besoins. Les nœuds effectuent des opérations telles que la communication et la coordination.

Lorsqu'un nœud se ferme anormalement, vous pouvez utiliser la commande suivante pour le supprimer de l'ensemble :

SREM nodes "Node-01"

De cette façon, nous pouvons réaliser une coordination entre les nœuds distribués, et chaque nœud peut être ajouté à l'ensemble indépendamment, supprimez le vôtre informations sur le nœud.

3. Exemples d'application de coordination distribuée Redis

La méthode ci-dessus peut être appliquée dans de nombreux scénarios. Un exemple simple sera présenté ci-dessous : la mise en œuvre de la planification distribuée des tâches.

Supposons que nous devions exécuter certaines tâches et les distribuer pour qu'elles s'exécutent sur plusieurs machines. Nous pouvons stocker la liste des tâches dans Redis et exécuter un planificateur sur chaque machine. Le planificateur peut prendre à tour de rôle des tâches de Redis et les exécuter sur cette machine.

Afin d'éviter les tâches répétées, nous pouvons utiliser des collections pour stocker une liste des tâches qui ont été effectuées. Lorsque chaque tâche est terminée, chaque nœud peut ajouter la tâche exécutée avec succès à la collection. La prochaine fois que le planificateur supprimera la tâche, il pourra d'abord déterminer si la tâche a été exécutée.

Le pseudo code du planificateur de tâches est le suivant :

while True:
    task = rpop("tasks")
    if task is None:
        sleep(1)
        continue
    if sismember("finished_tasks", task):
        continue
    run_task(task)
    sadd("finished_tasks", task)

Dans le code ci-dessus, rpop est utilisé pour retirer la tâche de la file d'attente des tâches, si la file d'attente est vide, attendez et continuez la boucle ; Déterminez si la tâche a été exécutée.Si c'est le cas,Sautez et continuez la boucle;run_task est utilisé pour exécuter la tâche.Après une exécution réussie, la tâche est ajoutée à la collection de tâches terminée.

Grâce au code ci-dessus, nous pouvons implémenter la planification distribuée des tâches sur plusieurs machines, et chaque nœud obtient indépendamment les tâches de la file d'attente des tâches et les exécute.

4.Résumé

Dans un système distribué, la coordination entre les nœuds est un enjeu clé. En tant que base de données en mémoire hautes performances, Redis peut réaliser des fonctions telles que la planification distribuée des tâches, l'enregistrement et la découverte entre les nœuds grâce à sa structure de données et ses commandes. Cet article présente les structures de liste et de collection de Redis et les utilise respectivement pour implémenter des exemples de planification de tâches distribuées et d'enregistrement de nœuds. Ces méthodes peuvent être appliquées dans de nombreux scénarios pour nous aider à réaliser des systèmes distribués hautement disponibles et hautes performances.

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