十、Redis事务、事务锁

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事务简介

什么是事务:

Redis执行指令过程中,多条连续执行的指令被干扰、打断、插队。

redis单条命令式保存原子性的,但是事务不保证原子性。

redis事务本质:一组命令的集合(队列形式)。一个事务中的所有命令都会被序列化,在事务执行过程中,会按照顺序执行。

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。

一旦成功所有的成功,一个失败,所有一些列连续动作都失败。

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
    在这里插入图片描述
    注意:加入事务的命令暂时到任务队列中,并没有立即执行,只有执行exec命令才开始执行

事务定义过程中发现问题,怎么办?

  • 取消事务

discard

  • 作用
    终止当前事务定义,发生在multi之后,exec之前
    在这里插入图片描述

事务的工作流程
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事务的注意事项

  • 语法错误
    指命令书写格式有误,如果命令中有语法错误,将所有的命令跟事务指令都不执行。
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  • 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被执行。包括那些语法正确的命令
  • 运行错误
    指命令格式正确,但是无法正常的执行。例如对list进行incr操作
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  • 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。

手动进行事务回滚

  • 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

事务-锁

  • 悲观锁,认为什么时候都会出问题,无论做什么都会加锁
  • 乐观锁,认为什么时候都不会出问题,所以不会上锁,更新数据的时候去判断一下,在此期间是否有人修改过这个数据,使用watch去监视

业务场景1
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业务分析

  • 多个客户端有可能同时操作一组数据,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

基于特定条件的事务执行——锁

解决方案

  • watch监控必须在multi开启事务之前执行,否则报错。对key添加监视锁,在执行exec前如果key发生了变化,将终止所有的事务执行

watch key1 [key2…]

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  • 取消对所有key的监视

unwatch

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业务场景2

天猫双11热卖过程中,对已经售罄的获取追加补货,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个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——分布式锁

解决方案

  • 使用setnx设置一个公共锁

setnx lock-key value --setnx lock-num【key键】 1【value随便给】

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

dek lock-key —删除锁

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业务场景

依赖分布式锁的机制,某个用户操作时对应客户机宕机,并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,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 解决方案
  • 使用expire为锁key添加时间限定,到时不释放,放弃锁

expire lock-key second --expire lock-key【锁的key名】 second【时间,秒单位】
pexpire lock-kay millisenconds

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由于操作通常都是微秒或者毫秒级,因此该锁设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消耗时,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

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