Redis事务与锁

1、介绍

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 事务的本质是一组命令的集合。事务支持一次执行多个命令，一个事务中所有命令都会被序列化。在事务执行过程，会按照顺序串行化执行队列中的命令，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

Redis 事务的主要作用就是串联多个命令防止别的命令插队。

Redis 事务相对于传统数据库没有隔离级别的概念
Redis 并不保证原子性，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
Redis事务的三个阶段：开始事务、命令入队、执行事务

2、三大指令

开始事务指定

multi

执行事务指定

exec

在执行事务前(exec)，结束事务指令（理解为手动回滚）

discard

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，直到输入完成
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。

3、事务冲突的问题

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

结果如图：

那么如何解决呢？我们需要利用 Redis 的锁机制。

4、锁

4.1 悲观锁

悲观锁(Pessimistic Lock)，顾名思义，就是很悲观，认为这个世界是黑暗的，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。

4.2 乐观锁

乐观锁(Optimistic Lock)，顾名思义，就是很乐观，认为这个世界是光明的，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。

Redis 使用的是乐观锁。

通过指令（可指定多个），开启乐观锁

1	watch key [key] ...

一旦 watch 某个 key，则会一直监视这个 key，如果 key 发生了变化，就返回提示。

*作用：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 exec 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。*

使用场景：很多人同时对一个值进行操作，一旦这个值被修改，且被其他人监听，则其他人无法修改这个值

测试

初始化信用卡可用余额

1 2	127.0.0.1:6379> set balance 100 OK

使用 watch 检测 balance，事务期间 balance 数据未变动，事务执行成功

#窗口一
127.0.0.1:6379> watch balance  #开启监视
OK
127.0.0.1:6379> multi	# 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> incrby balance 10	#  +10
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec	# 执行事务
1) (integer) 110

#窗口二
127.0.0.1:6379> watch balance   
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> incrby balance 20  # +20
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec # 修改失败！因为被监视的 balance 值改变 变为了110
(nil)

取消 WATCH 命令对所有 key 的监视

缺点：如果单纯使用 watch，可能导致 key 的值无法完全被修改。

场景：假设库存有 500 个商品，2000 个人进行秒杀购买(2000 个程序监听商品的 key)，假设 1999 人同时购买，其内部程序监听的商品数量为 500，最后一个人却已经购买成功，商品数量变为 499，则前面的事务被打断(监听的 500 数量)，导致 1999 人会购买失败，库存还有 499 个商品。

1	unwatch key [key] ...

#窗口一
127.0.0.1:6379> get balance 
(integer) 110
127.0.0.1:6379> set balance 1000
OK

#窗口二放弃事务监视 ,然后重来
127.0.0.1:6379> unwatch # 放弃监视，这是取消所有的监视
OK
127.0.0.1:6379> unwatch
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> incrby balance 20 # +20
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec #成功
1) (integer) 1020

说明：一但执行 exec 指令或 descard 指令，无论事务是否执行成功， watch 指令对变量的监控都将被取消。

故当事务执行失败后，需重新执行 watch 命令对变量进行监控，并开启新的事务进行操作。

5、指令总结

Redis 事务相关指令

序号	命令及描述	描述
1	DISCARD	取消事务，放弃执行事务块内的所有命令
2	EXEC	执行所有事务块内的命令
3	MULTI	标记一个事务块的开始
4	UNWATCH	取消 WATCH 命令对所有 key 的监视
5	WATCH key [key …]	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。类似乐观锁