十、Redis事務、事務鎖

事務簡介

什麼是事務：

Redis執行指令過程中，多條連續執行的指令被干擾、打斷、插隊。

redis單條命令式儲存原子性的，但是事務不保證原子性。

redis事務本質：一組命令的集合（佇列形式）。一個事務中的所有命令都會被序列化，在事務執行過程中，會按照順序執行。

redis事務就是一個命令執行的佇列，將一系列預定義命令包裝成一個整體（一佇列）。當執行時，一次性按照新增順序依次執行，中間不會被打斷或者干擾。

一旦成功所有的成功，一個失敗，所有一些列連續動作都失敗。

事務的基本操作

• 開啟事務

multi

• 作用
  設定事務的開啟位置，此指令執行後，後續的所有指令均加入到事務中
• 執行事務

exec

• 作用
  設定事務的結束位置，同時執行事務。與multi成對出現，成對使用
  
  注意：加入事務的命令暫時到任務佇列中，並沒有立即執行，只有執行exec命令才開始執行

事務定義過程中發現問題，怎麼辦？

• 取消事務

discard

• 作用
  終止當前事務定義，發生在multi之後，exec之前
  

事務的工作流程

事務的注意事項

• 語法錯誤
  指命令書寫格式有誤，如果命令中有語法錯誤，將所有的命令跟事務指令都不執行。
  
• 處理結果
  如果定義的事務中所包含的命令存在語法錯誤，整體事務中所有命令均不會被執行。包括那些語法正確的命令
• 執行錯誤
  指命令格式正確，但是無法正常的執行。例如對list進行incr操作
  
• 處理結果
  能夠正確執行的命令會執行，執行錯誤的命令不會執行
  注意：已經執行完畢的命令對應的資料不會自動回滾，需要程式設計師自己在程式碼中實現回滾。

手動進行事務回滾

• 記錄操作過程中被影響的資料之前的狀態
  單資料：string
  多資料：hash,list,set,zset

• 設定指令恢復所有的被修改的項
  單資料：直接set（注意周邊屬性，例如時效）
  多資料：修改對應值或整體克隆複製

事務-鎖

• 悲觀鎖，認為什麼時候都會出問題，無論做什麼都會加鎖
• 樂觀鎖，認為什麼時候都不會出問題，所以不會上鎖，更新資料的時候去判斷一下，在此期間是否有人修改過這個資料，使用watch去監視

業務場景1

業務分析

• 多個客戶端有可能同時操作一組資料，並且該資料一旦被操作修改後，將不適用於繼續操作
• 在操作之前鎖定要操作的資料，一旦發生變化，終止當前操作

基於特定條件的事務執行——鎖

解決方案

• watch監控必須在multi開啟事務之前執行，否則報錯。對key新增監視鎖，在執行exec前如果key發生了變化，將終止所有的事務執行

watch key1 [key2…]

• 取消對所有key的監視

unwatch

業務場景2

天貓雙11熱賣過程中，對已經售罄的獲取追加補貨，且補貨完成。客戶購買熱情高漲，3秒內將所有商品購買完畢。本次補貨已經將庫存全部清空，如何避免最後一件商品不被多人同時購買？【超賣問題】

業務分析

• 使用watch監控一個key有沒有改變已經不能解決問題，此處要監控的是具體資料
• 雖然redis是單執行緒的，但是多個客戶端對同一個資料同時進行操作時，如何避免不被同時修改？

基於特定條件的事務執行——分散式鎖

解決方案

• 使用setnx設定一個公共鎖

setnx lock-key value --setnx lock-num【key鍵】 1【value隨便給】

利用setnx命令的返回值特徵，有值則返回設定失敗，無值則返回設定成功

• 對於返回設定成功的，擁有控制權，進行下一步的具體業務操作
• 對於返回設定失敗的，不具有控制權，排隊或等待 操作完畢通過del操作釋放鎖

dek lock-key —刪除鎖

業務場景

依賴分散式鎖的機制，某個使用者操作時對應客戶機當機，並且此時已經獲取到鎖，如何解決？

業務分析

• 由於鎖操作由使用者控制加鎖，必定會存在加鎖後未解鎖的風險
• 需要解鎖操作不能僅依賴使用者控制，系統級別要給出對應的保底處理方案 解決方案
• 使用expire為鎖key新增時間限定，到時不釋放，放棄鎖

expire lock-key second --expire lock-key【鎖的key名】 second【時間，秒單位】
pexpire lock-kay millisenconds

由於操作通常都是微秒或者毫秒級，因此該鎖設定時間不宜設定過大。具體時間需要業務測試後確認

• 例如：持有鎖的操作最長執行時間127ms,最短執行時間7ms
• 測試百萬次最長執行時間對應命令的最大消耗時，測試百萬次網路延遲平均耗時
• 鎖時間設定推薦：最大耗時* 120%+平均網路延遲*110%
• 如果業務最大耗時<<網路平均延遲，通常為2個數量級，取其中單個耗時較長即可