2022最全面的Redis事务控制（带图讲解）

Redis事务控制

事务的概念

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（一个队列）。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。

一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令

1、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

注意：加入事务的命令暂时进入到任务队列中，并没有立即执行，只有执行exec命令才开始执行

取消事务

discard

作用：终止当前事务的定义，发生在multi之后，exec之前

如果取消事务之后再执行exec就会提示(error) ERR EXEC without MULTI错误信息

2、事务的注意事项

1. 语法输入错误

   • 指的是命令书写语法有误
   • 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执行。包括那些语法正确的命令。

   

2. 运行错误

   • 指命令格式正确，但是无法正确的执行。例如对list进行incr操作
   • 能够正确运行的命令会执行，运行错误的命令不会被执行

   

   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

3. 手动进行事务回滚

   1. 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
   2. 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，例如时效性）
      • 多数据：修改对应值或整体克隆复制

3、基于特定条件的事务执行【事务锁】

业务场景

天猫双11热卖过程中，对已经售罄的货物追加补货，4个业务员都有权限进行补货。补货的操作可能是一系列的操作，牵扯到多个连续操作，如何保障不会重复操作？

业务分析

1. 多个客户端有可能同时操作同一组数据，并且该数据一旦被操作修改后，将不适用于继续操作
2. 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

解决方案

1. 对 key 添加监视锁，在执行exec前如果key发生了变化，终止事务执行

   watch key1 [key2……]
   

   

   获取name为nil的原因：

   1. 在其他客户端修改了name值
   2. watch检测到值发送了变化终止了事务
   3. 退出事务后获取到的值为第二客户端修改的值

2. 取消对所有 key 的监视

   在被监控的key如果被修改就会最终事务，而如果取消了监控在修改原被监控的值也不会影响到事务的执行

   unwatch
   

4、基于特定条件的事务执行【分布式锁】

业务场景

天猫双11热卖过程中，对已经售罄的货物追加补货，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

1. 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
2. 虽然redis是单线程的，但是多个客户端对同一数据同时进行操作时，如何避免不被同时修改？

解决方案

1. 使用 setnx 设置一个公共锁

   setnx lock-key value
   

   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

2. 操作完毕通过del操作释放锁

注意：上述解决方案是一种设计概念，依赖规范保障，具有风险性

5、基于特定条件的事务执行【分布式锁改良时间限制】

业务场景

依赖分布式锁的机制，某个用户操作时对应客户端宕机，且此时已经获取到锁。如何解决？

业务分析

1. 由于锁操作由用户控制加锁解锁，必定会存在加锁后未解锁的风险
2. 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

// 给锁添加限定时间（秒）
expire lock-key second
// 给锁添加限定时间（毫秒）
pexpire lock-key milliseconds

由于操作通常都是微秒或毫秒级，因此该锁定时间不宜设置过大。具体时间需要业务测试后确认

1. 例如：持有锁的操作最长执行时间127ms，最短执行时间7ms。
2. 测试百万次最长执行时间对应命令的最大耗时，测试百万次网络延迟平均耗时
3. 锁时间设定推荐：最大耗时120%+平均网络延迟110%
4. 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