ریڈس کے ساتھ تقسیم شدہ لاکس کیسے کام کرتے ہیں؟

Question

Accepted Answer

ایک **تقسیم شدہ لاک** متعدد عمل/سرورز میں ایک مشترکہ وسیلے تک رسائی کو ہم آہنگ کرتا ہے تاکہ ایک وقت میں صرف ایک لاک رکھتا ہے۔ ریڈس عام طور پر ایٹمک سیٹ-اگر-موجود-نہیں ہے اور TTL کے ذریعے اس کے لیے استعمال ہوتا ہے — اگرچہ اسے صحیح طریقے سے کرنے کے لیے احتیاط کی ضرورت ہے (اور حدود کو سمجھنا ضروری ہے)۔

## ایک بنیادی ریڈس لاک (SET NX with TTL)

```js
// acquire: SET the lock key only if it doesn't exist, with a TTL (auto-release safety)
const token = randomUUID();   // a unique token identifying THIS lock holder
const acquired = await redis.set("lock:resource", token, "NX", "EX", 30);
// NX = set only if not exists (atomic); EX 30 = auto-expire in 30s (avoid deadlock)

if (acquired) {
  try {
    // ... do the work that needs exclusive access ...
  } finally {
    // release ONLY if WE still hold it (check the token) — use a Lua script for atomicity
    await releaseLock("lock:resource", token);
  }
}
```

لاک **`SET key value NX EX`** استعمال کرتا ہے: ایٹمک طریقے سے کلید کو صرف تب سیٹ کریں اگر موجود نہیں ہے (تاکہ صرف ایک کلائنٹ کامیاب ہو) ایک **TTL** کے ساتھ (تاکہ اگر ہولڈر کریش ہو تو لاک خود بخود جاری ہو، ڈیڈ لاک سے بچاتے ہوئے)۔

## دو اہم درستگی کی تفصیلات

```text
1. ALWAYS set a TTL → if the lock holder crashes, the lock auto-expires
   (otherwise the resource is locked forever — a deadlock)
2. Use a UNIQUE TOKEN + release only if it matches → so you don't release
   SOMEONE ELSE'S lock (e.g. if your TTL expired and another client acquired it).
   Release must be ATOMIC (check-token-then-delete via a Lua script).
```

```lua
-- safe release: delete only if the value matches our token (atomic via Lua)
if redis.call("get", KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call("del", KEYS[1]) else return 0 end
```

## حدود اور Redlock

```text
⚠️ A single-Redis lock isn't perfectly safe: if the TTL expires mid-work, or with
   failover (the lock not yet replicated), two clients could both hold it.
→ REDLOCK algorithm → acquire the lock across MULTIPLE independent Redis nodes
   (majority) for stronger guarantees (though even Redlock is debated).
→ For critical correctness, combine with fencing tokens or use a system designed for
   consensus (e.g. ZooKeeper/etcd). Know the trade-offs.
```

## یہ کیوں اہم ہے

ریڈس کے ساتھ تقسیم شدہ لاکس کو سمجھنا **تقسیم شدہ سسٹمز میں مشترکہ وسائل تک رسائی کو ہم آہنگ کرنے** کے لیے قیمتی ہے، تو یہ مفید علم ہے — اور درستگی کے نقائص کو سمجھنا خاص طور پر اہم ہے۔

تقسیم شدہ لاکس ایک حقیقی ضرورت کو پورا کرتے ہیں: یقینی بنانا کہ صرف ایک عمل/سرور ایک نازک عمل کو ایک وقت میں انجام دیتا ہے (نقل شدہ پروسیسنگ، مشترکہ وسائل پر ریس کی شرائط، یا متنازع آپریشنز سے بچاتے ہوئے) متعدد سرور سسٹمز میں، اور ریڈس اس کے لیے ایک عام ٹول ہے۔

**بنیادی میکانزم** کو سمجھنا — `SET key value NX EX` (ایٹمک سیٹ-اگر-موجود-نہیں-ہے ایک TTL کے ساتھ) تاکہ صرف ایک کلائنٹ لاک حاصل کرتا ہے اور یہ کریش پر خود بخود جاری ہوتا ہے — بنیادی تکنیک ہے۔

ناقابل تردید طور پر، **دو درستگی کی تفصیلات** کو سمجھنا ضروری ہے: **ہمیشہ TTL استعمال کرنا** (تاکہ کریش شدہ ہولڈر کا لاک خود بخود ختم ہو جائے، مستقل ڈیڈ لاک سے بچاتے ہوئے) اور **منفرد ٹوکن کے ساتھ موازنہ شدہ ریلیز استعمال کرنا** (تاکہ آپ غلطی سے دوسرے کلائنٹ کا لاک جاری نہ کریں اگر آپ کا TTL ختم ہو گیا ہو — Lua سکرپٹ کے ذریعے ایٹمک چیک-تھین-ڈیلیٹ کے ساتھ)۔

یہ تفصیلات وہ جگہیں ہیں جہاں سادہ implementation میں غیر معمولی، خطرناک bugs ہوتے ہیں۔

برابر اہم **حدود** کو سمجھنا ہے: ایک واحد-ریڈس لاک بالکل محفوظ نہیں ہے (TTL کی انقضاء کام کے درمیان یا failover دو کلائنٹس کو لاک رکھنے دے سکتی ہے)، جو **Redlock** الگورتھم کی طرف لے جاتی ہے (متعدد ریڈس نوڈز میں حاصل کرنا) مضبوط ضمانتوں کے لیے — اور جاننا کہ اہم درستگی کے لیے، fencing ٹوکنز یا consensus سسٹمز (ZooKeeper/etcd) کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

یہ تبادلوں اور حدود کی بیداری پختہ سمجھ کو ظاہر کرتی ہے۔

چونکہ تقسیم شدہ سسٹمز میں مشترکہ وسائل کی رسائی کو ہم آہنگ کرنا ایک حقیقی ضرورت ہے، اور چونکہ ریڈس تقسیم شدہ لاکس عام ہیں لیکن احتیاط سے صحیح implementation کی ضرورت ہے (TTL، منفرد ٹوکن، ایٹمک ریلیز) اور ان کی حدود کی بیداری (Redlock، failover رسک)، تقسیم شدہ لاکس کو سمجھنا ریڈس کے ساتھ — میکانزم، درستگی کی تفصیلات، اور حدود — قیمتی، عملی طور پر متعلقہ علم ہے تقسیم شدہ ہم آہنگی کے لیے، ایک موضوع جہاں حدود اور تبادلوں کو سمجھنا بنیادی تکنیک جتنا اہم ہے۔