Redis事务-锁机制及案例

第一节 Redis事务和锁机制

1.1 Redis事务的定义

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  Redis事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。Redis事务的主要作用就是串联多个命令防止别的命令插队。

1.2 Redis事务控制命令

命令	功能
multi	开始组队
exec	执行队列中的命令
discard	取消组队

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从输入Multi命令开始，输入的命令都会依次进入命令队列中，但不会执行，直到输入Exec后，Redis会将之前的命令队列中的命令依次执行。组队的过程中可以通过discard取消组队

情况1 ,组队成功,提交成功

1.3 Redis事务错误处理

情况2,组队报错,提交失败：提交失败组队中某个命令出现了报告错误，执行时整个的所有队列都会被取消

情况3, 组队成功,提交时有成功有失败。如果执行阶段某个命令报出了错误，则只有报错的命令不会被执行，其他的命令都会执行，不会回滚。

1.4 Redis事务和锁案例

场景说明

想想一个场景：有很多人有你的账户,同时去参加双十一抢购
一个请求想给金额减8000
一个请求想给金额减5000
一个请求想给金额减1000

悲观锁

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悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁。

乐观锁

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乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量。Redis就是利用这种check-and-set机制实现事务的。

监视和取消监视key

scss 复制代码

在执行multi之前，先执行watch key1 [key2],可以监视一个(或多个) key ，如果在事务**执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。**

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取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。如果在执行 WATCH 命令之后，EXEC 命令或DISCARD 命令先被执行了的话，那么就不需要再执行UNWATCH 了。

1.5 Redis事务的三个特性

单独的隔离操作
- 事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
没有隔离级别的概念
- 队列中的命令没有提交之前都不会实际被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行
不保证原子性
- 事务中如果有一条命令执行失败，其后的命令仍然会被执行，没有回滚

1.6 使用RedisTemplate进行事务代码演示(了解)

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@Test
public void performTransaction() {
    redisTemplate.setEnableTransactionSupport(true);

    Object execute = redisTemplate.execute(new SessionCallback<Object>() {
        @Override
        public Object execute(RedisOperations operations) throws DataAccessException {
            //可以开启锁
            operations.watch("key1");
            operations.multi(); // 开启事务
            try {
                Thread.sleep(10000);
            } catch (InterruptedException e) {
                throw new RuntimeException(e);
            }
            try {
                // 在事务中执行多个命令
                operations.opsForValue().set("key1", "value111");
                operations.opsForValue().set("key2", "value222");
                operations.exec(); // 提交事务
            } catch (Exception e) {
                e.printStackTrace();
                operations.discard(); // 取消事务，释放锁
            }
            return "xxx";
        }
    });

    System.out.println("execute = " + execute);
}

第二节 Redis Lua 脚本

2.1 什么是LUA

什么是LUA脚本

less 复制代码

Lua 是一个小巧的[脚本语言](http://baike.baidu.com/item/脚本语言)，Lua脚本可以很容易的被C/C++ 代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，Lua并没有提供强大的库，一个完整的Lua解释器不过200k，所以Lua不适合作为开发独立应用程序的语言，而是作为嵌入式脚本语言。很多应用程序、游戏使用LUA作为自己的嵌入式脚本语言，以此来实现可配置性、可扩展性。这其中包括魔兽争霸地图、魔兽世界、博德之门、愤怒的小鸟等众多游戏插件或外挂。

LUA脚本的优势

将复杂的或者多步的redis操作，写为一个脚本，一次提交给redis执行，减少反复连接redis的次数。提升性能。
LUA脚本是类似redis事务，有一定的原子性，不会被其他命令插队，可以完成一些redis事务性的操作。但是注意redis的lua脚本功能，只有在Redis 2.6以上的版本才可以使用。利用lua脚本淘汰用户，解决超卖问题。redis 2.6版本以后，通过lua脚本解决争抢问题，实际上是redis利用其单线程的特性，用任务队列的方式解决多任务并发问题。

2.2 创建SpringBoot工程

2.3 引入相关依赖

xml 复制代码

<parent>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
    <version>3.0.5</version>
</parent>

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
    </dependency>

    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    </dependency>
</dependencies>

2.4 创建配置文件

ini 复制代码

spring.data.redis.host=192.168.6.131
spring.data.redis.port=6379

2.5 创建LUA脚本

创建文件夹lua，创建脚本文件test.lua

LUA脚本

sql 复制代码

local current = redis.call('GET', KEYS[1])
if current == ARGV[1]
  then redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[2])
  return true
end
return false

2.6 创建配置类

typescript 复制代码

package com.mytest;

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.core.io.Resource;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.RedisScript;
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;

@Configuration
public class AppRedisConfiguration  {
    //简单序列化
    @Bean
    public RedisTemplate<String,String> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String,String> redisTemplate = new RedisTemplate<>();
        redisTemplate.setConnectionFactory(factory);
        // 设置键序列化方式
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置简单类型值的序列化方式
        redisTemplate.setValueSerializer(new StringRedisSerializer());
        // 设置默认序列化方式
        redisTemplate.setDefaultSerializer(new StringRedisSerializer());
        redisTemplate.afterPropertiesSet();
        return redisTemplate;
    }

    //加载lua脚本，设置返回值类型
    @Bean
    public RedisScript<Boolean> script() {
        Resource scriptSource = new ClassPathResource("lua/test.lua");
        return RedisScript.of(scriptSource, Boolean.class);
    }
}

2.7 创建测试类

typescript 复制代码

package com.mytest;

import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.script.RedisScript;
import java.util.Collections;
import java.util.List;

@SpringBootTest
public class TestLua {
    @Autowired
    private RedisScript<Boolean> script;

    @Autowired
    private RedisTemplate<String,String> redisTemplate;

    @Test
    public void test() {
        boolean flag = checkAndSet("hello","helloworld");
        System.out.println(flag ? "修改成功" : "修改失败");

        // 手工添加一个值，再试试
        redisTemplate.opsForValue().set("key", "hello");
        boolean flag1 = checkAndSet("world","hello");
        System.out.println(flag1 ? "修改成功" : "修改失败");
    }

    private boolean checkAndSet(String value1,String value2) {
        List<String> keyList = Collections.singletonList("key");
        return redisTemplate.execute(script, keyList, value1,value2);
    }
}

RedisTemplate.execute说明

RedisTemplate.execute需要传入三个值

第一个参数 RedisScript script： Lua脚本
第二个参数 List keys： 集合
- 如果是单个参数，使用这个可以转换为单元素集合
  - Collections.singletonList(参数)；
- 多参数
  - List<String> keys = Arrays.asList(key1, key2, key3);
第三个参数 args： ARGV，也就是其他类型参数