1. 事务的定义

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。
本质上就是一组命令的集合,一个事务中的所有命令都会被序列化,按顺序执行。
Redis事务的主要作用就是串联多个命令防止别的命令插队。
所有的命令在事务中,并没有直接执行,二是发起执行命令Exec的时候才会执行。
Redis 事务没有隔离级别的概念。
Redis 单条命令是保证原子性的,但是事务不保证原子性。

2. 事务的提交

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来放弃组队。

案例:

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127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) OK
3) "v2"
4) OK

3. 事务的错误处理

组队中某个命令出现了报告错误,也就是编译型异常(代码有问题,命令报错),执行时整个的所有队列都会被取消。
如果执行阶段某个命令报出了错误,也就是运行时异常,则只有报错的命令不会被执行,而其他的命令都会执行,不会回滚。

4. 为什么要做成事务

场景:有很多人同时操作你的账户,同时去参加双十一抢购,没有事务性的后果…

5. 事务冲突的问题

5.1 举例

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

5.2 悲观锁


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。

5.3 乐观锁


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

5.4 watch监视

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。

正常执行:

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127.0.0.1:6379> set money 100
OK
127.0.0.1:6379> set out 0
OK
127.0.0.1:6379> watch money
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> decrby money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incrby out 20
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) (integer) 80
2) (integer) 20

利用多线程修改值,使用watch可以当做 redis 的乐观锁操作:

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127.0.0.1:6379> set money 100
OK
127.0.0.1:6379> set out 0
OK
127.0.0.1:6379> watch money
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> decrby money 10
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incrby out 10
QUEUED

此时先不执行exec,重新开启另一个客户端:

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127.0.0.1:6379> get money
"100"
127.0.0.1:6379> set money 1000
OK

这时再回到客户端一继续执行exec,可以看到事务执行失败:

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2
127.0.0.1:6379(TX)> exec
(nil)

使用unwatch命令可以取消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。

6. Redis事务的三大特性

  • 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

7. Redis事务秒杀案例

7.1 解决计数器和人员记录的事务操作

7.2 秒杀并发模拟

使用工具ab模拟测试:

  1. yum install httpd-tools
  2. vim postfile 模拟表单提交参数,以&符号结尾,存放在当前目录
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prodid=0101&
  1. 执行ab -n 2000 -c 200 -k -p ~/postfile -T application/x-www-form-urlencoded

7.3 超卖问题

7.4 利用乐观锁淘汰用户,解决超卖问题

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//增加乐观锁
jedis.watch(qtkey);

//3.判断库存
String qtkeystr = jedis.get(qtkey);
if(qtkeystr==null || "".equals(qtkeystr.trim())) {
System.out.println("未初始化库存");
jedis.close();
return false ;
}

int qt = Integer.parseInt(qtkeystr);
if(qt<=0) {
System.err.println("已经秒光");
jedis.close();
return false;
}

//增加事务
Transaction multi = jedis.multi();

//4.减少库存
//jedis.decr(qtkey);
multi.decr(qtkey);

//5.加人
//jedis.sadd(usrkey, uid);
multi.sadd(usrkey, uid);

//执行事务
List<Object> list = multi.exec();

//判断事务提交是否失败
if(list==null || list.size()==0) {
System.out.println("秒杀失败");
jedis.close();
return false;
}
System.err.println("秒杀成功");
jedis.close();


7.5 继续增加并发测试

7.5.1 连接有限制

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ab -n 2000 -c 200 -k -p postfile -T 'application/x-www-form-urlencoded' 

增加-r参数,-r Don't exit on socket receive errors.

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ab -n 2000 -c 100 -r -p postfile -T 'application/x-www-form-urlencoded' 

7.5.2 已经秒光,可是还有库存

1
ab -n 2000 -c 100 -p postfile -T 'application/x-www-form-urlencoded' 

已经秒光,可是还有库存。原因就是乐观锁导致很多请求都失败。先点的没秒到,后点的可能秒到了。

7.5.3 连接超时,通过连接池解决

7.5.4 连接池

节省每次连接redis服务带来的消耗,把连接好的实例反复利用。
通过参数管理连接的行为

  • 连接池参数
    • MaxTotal:控制一个 pool 可分配多少个 jedis 实例,通过pool.getResource()来获取;如果赋值为 -1 ,则表示不限制;如果 pool 已经分配了 MaxTotal 个 jedis 实例,则此时 pool 的状态为 exhausted
    • maxIdle:控制一个 pool 最多有多少个状态为 idle (空闲)的 jedis 实例
    • MaxWaitMillis:表示当 borrow 一个 jedis 实例时,最大的等待毫秒数,如果超过等待时间,则直接抛JedisConnectionException
    • testOnBorrow:获得一个 jedis 实例的时候是否检查连接可用性(ping());如果为 true ,则得到的 jedis 实例均是可用的

7.6 解决库存遗留问题

7.6.1 LUA脚本


Lua 是一个小巧的脚本语言,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。

7.6.2 LUA脚本在Redis中的优势

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