Redis 除了数据类型外的核心功能 的详细说明，包含事务、流水线、发布/订阅、Lua 脚本的完整代码示例和表格总结

以下是 Redis 除了数据类型外的核心功能 的详细说明，包含事务、流水线、发布/订阅、Lua 脚本的完整代码示例和表格总结：

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1. Redis 事务（Transactions）

功能描述

事务通过 MULTI 和 EXEC 命令将一组命令打包执行，保证命令的原子性（非严格原子性）。事务中的命令会被顺序执行，但中间可能被其他客户端命令插入。

代码示例

@Service
public class RedisTransactionService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 使用事务操作
    public void transactionExample() {
        redisTemplate.multi(); // 开启事务
        try {
            // 添加多个命令到事务队列
            redisTemplate.opsForValue().set("key1", "value1");
            redisTemplate.opsForValue().increment("counter", 1);
            
            // 提交事务
            List<Object> results = redisTemplate.exec();
            System.out.println("事务执行结果：" + results);
        } catch (Exception e) {
            redisTemplate.discard(); // 回滚事务
            throw e;
        }
    }
}

注意事项

• 事务中的命令若失败，后续命令仍会执行。
• 使用 exec() 提交后，返回所有命令的执行结果列表。

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2. Redis 流水线（Pipeline）

功能描述

流水线将多个命令批量发送到 Redis 服务器，减少网络往返延迟，提升性能。适用于批量操作（如批量读写）。

代码示例

@Service
public class RedisPipelineService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 使用流水线批量操作
    public void pipelineExample() {
        redisTemplate.executePipelined((RedisConnection connection) -> {
            connection.set("key1".getBytes(), "value1".getBytes());
            connection.set("key2".getBytes(), "value2".getBytes());
            connection.set("key3".getBytes(), "value3".getBytes());
            return null;
        });
    }
}

注意事项

• 流水线通过 executePipelined 方法实现，需操作底层 RedisConnection。
• 批量操作需自行处理字节序列化。

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3. Redis 发布/订阅（Pub/Sub）

功能描述

用于实时消息通信：

• 发布者：向频道（channel）发送消息。
• 订阅者：监听指定频道的消息。

代码示例

3.1 发布者

@Service
public class RedisPublisherService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 发布消息到频道
    public void publishMessage(String channel, String message) {
        redisTemplate.convertAndSend(channel, message);
    }
}

3.2 订阅者

@Configuration
public class RedisSubscriberConfig {
    @Bean
    public RedisMessageListenerContainer container(RedisConnectionFactory connectionFactory) {
        RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();
        container.setConnectionFactory(connectionFactory);
        container.addMessageListener(new MessageListener() {
            @Override
            public void onMessage(Message message, byte[] pattern) {
                String channel = new String(message.getChannel());
                String payload = new String(message.getBody());
                System.out.println("收到消息：频道[" + channel + "]，内容[" + payload + "]");
            }
        }, new PatternTopic("channel:*")); // 订阅所有以 "channel:" 开头的频道
        return container;
    }
}

注意事项

• 需配置 RedisMessageListenerContainer 监听消息。
• 消息不会持久化，客户端断开后未接收的消息会丢失。

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4. Redis Lua 脚本（Lua Scripting）

功能描述

通过 Lua 脚本实现 原子性操作，适用于需要严格一致性的场景（如分布式锁、库存扣减）。Lua 脚本在 Redis 服务端单线程执行，确保原子性。

代码示例

4.1 示例脚本：库存扣减

-- Lua 脚本：扣减库存，仅当库存大于0时扣减
local stock = tonumber(redis.call("GET", KEYS[1]))
if stock and stock > 0 then
    redis.call("DECR", KEYS[1])
    return stock - 1
else
    return -1 -- 库存不足
end

4.2 Spring Boot 调用 Lua 脚本

@Service
public class RedisLuaService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    // 执行 Lua 脚本（库存扣减）
    public Long deductStock(String stockKey) {
        DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>();
        script.setScriptText(loadLuaScript("deduct_stock.lua")); // 加载脚本内容
        script.setResultType(Long.class);
        
        return redisTemplate.execute(
            script, 
            Collections.singletonList(stockKey), 
            new Object[]{});
    }

    // 加载 Lua 脚本内容（示例）
    private String loadLuaScript(String scriptName) {
        // 实际开发中可从文件或资源加载
        return "local stock = tonumber(redis.call('GET', KEYS[1])) ..."; // 省略脚本内容
    }
}

注意事项

• 脚本在 Redis 服务端执行，需确保脚本逻辑正确。
• 可通过 SHA1 哈希缓存脚本，减少传输开销。

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5. 总结表格

功能	描述	代码方法	适用场景
事务	将一组命令打包执行，保证顺序性，但非严格原子性。	redisTemplate.multi()、redisTemplate.exec()	需要命令顺序执行但允许部分失败的场景。
流水线	批量发送命令，减少网络延迟。	redisTemplate.executePipelined()	大批量读写操作（如批量插入、查询）。
发布/订阅	实时消息通信，支持频道或模式订阅。	redisTemplate.convertAndSend()、RedisMessageListenerContainer	实时通知（如订单状态更新、聊天消息）。
Lua 脚本	在 Redis 服务端原子性执行复杂逻辑，确保数据一致性。	redisTemplate.execute(script, keys, args)	需要严格原子性的操作（如分布式锁、扣减库存）。

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6. 关键点总结

1. 事务 vs Lua 脚本：

   • 事务提供顺序执行，但非原子性（中间可能被其他命令中断）。
   • Lua 脚本确保原子性，适合需要严格一致性的场景。

2. 流水线优化：

   • 批量操作时，流水线可显著提升性能（减少网络 RTT）。

3. 发布/订阅：

   • 适用于实时消息通信，但需注意消息丢失风险（客户端断开时未接收的消息会丢失）。

4. Lua 脚本注意事项：

   • 脚本在服务端执行，需谨慎设计逻辑（避免死循环或高耗时操作）。
   • 可通过 EVALSHA 命令缓存脚本，减少传输开销。

通过合理使用这些功能，可以解决高并发场景下的性能、一致性和实时性挑战。