Redis拔高篇——Redis事务和锁

事务

什么是事务

redis事务就是一个命令执行的队列，将一系列预定义命令包装成一个整体(一个队列)。当执行时，一次性
按照添加顺序依次执行，中间不会被打断或者干扰。

简言之，事务就是一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令

事务的基本操作

• 开启事务
  multi
• 作用
  设定事务的开启位置，此指令执行后，后续的所有指令均加入到事务中
• 执行事务
  exec
• 作用
  设定事务的结束位置，同时执行事务。与multi成对出现， 成对使用

操作演示

事务的工作流程

• 服务器接收指令，先判断是否是事务状态
  • 如果不是，那么去识别命令
    • 如果是普通指令，那么直接执行指令，返回执行结果
    • 如果是MULTI指令，创建队列，返回OK结果
  • 如果是事务状态，那么开始识别命令
    • 如果是EXEC指令，执行事务，返回执行结果
    • 如果是普通指令，把命令加入队列，返回QUEUE结果
    • 如果是DISCARD指令，销毁队列，返回OK结果

我之前好像没有介绍过discard指令，现在补上：

手动进行事务回滚

实现功能

• 记录操作过程中被影响的数据之前的状态
  • 单数据： string
  • 多数据：hash. list. set. zset
• 设置指令恢复所有的被修改的项
  • 单数据：直接set (注意周边属性,例如时效)
  • 多数据：修改对应值或整体克隆复制、

执行指令：discard

事务的注意事项

问题一：定义事务的过程中， 命令格式输入错误怎么办?

• 语法错误
  指命令书写格式有误
• 处理结果
  如果定义的事务中所包含的命令存在语法错误，整体事务中所有命令均不会执行。包括那些语法正确的命令。

问题二：定义事务的过程中， 命令执行出现错误怎么办?

• 运行错误
  指命令格式正确，但是无法正确的执行。例如对list进行incr操作
• 处理结果
  能够正确运行的命令会执行，运行错误的命令不会被执行
  注意：已经执行完毕的命令对应的数据不会自动回滚，需要程序员自己在代码中实现回滚。

锁

基于特定条件的事务执行

业务场景一
天猫双11热卖过程中，对已经售罄的货物追加补货，4个业务员都有权限进行补货。补货的操作可能是一系列的操作，牵扯到多个连续操作，如何保障不会重复操作?

业务分析

• 多个客户端有可能同时操作同一组数据，并且该数据一旦被操作修改后， 将不适用于继续操作
• 在操作之前锁定要操作的数据，一旦发生变化，终止当前操作。

业务场景二
依赖分布式锁的机制，某个用户操作时对应客户端宕机，且此时已经获取到锁。如何解决?

业务分析

• 由于锁操作由用户控制加锁解锁,必定会存在加锁后未解锁的风险需要解锁操作不能仅依赖用户控制，系统级别要给出对应的保底处理方案

业务场景三
天猫双11热卖过程中，对已经售罄的货物追加补货，且补货完成。客户购买热情高涨，3秒内将所有商品购买完毕。本次补货已经将库存全部清空，如何避免最后一件商品不被多人同时购买? 【超卖问题】

业务分析

• 使用watch监控一个key有没有改变已经不能解决问题， 此处要监控的是具体数据
• 虽然redis是单线程的，但是多个客户端对同一数据同时进行操作时，如何避免不被同时修改?

基于特定条件的事务执行——锁

• 对key添加监视锁，在执行exec前如果key发生了变化，终止事务执行
  watch key1 [key2...]
• 取消对所有key的监视
  unwatch

操作演示

如果说发生了业务场景1的情况，多个人修改同一个值，会发生什么情况？

加了一个watch之后再开启事务，当有别的客户端再次修改这个值的时候，本次的事务就失效了，也就相当于一个店员已经上货了，另外一个和他同时的店员就不用再上货了。这样就解决了重复操作的问题。

那么你会不会有疑问，在只有multi的情况下是不是也会发生这种情况，非要加watch吗？？
那么来看一下只有multi的情况，执行的结果如何：

使用注意：可以在watch之后加上multi，但是不能在multi后面加上watch，那是执行不了的。

基于特定条件的事务执行一分布式锁

• 使用setnx设置一个公共锁
  setnx lock-key value
  利用setnx命令的返回值特征，有值则返回设置失败，无值则返回设置成功
• 对于返回设置成功的，拥有控制权，进行下一步的具体业务操作
• 对于返回设置失败的，不具有控制权，排队或等待，操作完毕通过del操作释放锁

操作演示：

业务二当中提到的加了锁但是宕机的问题，这样的话，这个锁会一直存在，对其他用户就一直会等待获取到锁，进程就会整个的阻塞在那里。那么有没有一种方式可以让这个锁在多久之后自动失效，这样的话，不至于整个进程都阻塞在那里。

基于特定条件的事务执行一分布式锁改良

• 使用expire为锁key添加时间限定，到时不释放,放弃锁
  expire lock-key second
pexpire lock-key milliseconds

由于操作通常都是微秒或毫秒级,因此该锁定时间不宜设置过大。具体时间需要业务测试后确认。

• 例如：持有锁的操作最长执行时间127ms，最短执行时间7ms。
• 测试百万次最长执行时间对应命令的最大耗时，测试百万次网络延迟平均耗时
• 锁时间设定推荐：最大耗时120%+平均网络延迟110%
• 如果业务最大耗时<<网络平均延迟，通常为2个数量级,取其中单个耗时较长即可

给锁设置一个时间限制，到了时间自动解开，这样的话进程就不会长时间阻塞住了。

演示样例

事务的话我就学到了这么多，若有不足，希望大家帮忙补充。能看到这里的，真的是万分感谢，阿里嘎多。