Redis 的事务操作、乐观锁
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:
1 | 127.0.0.1:6379> multi |
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:
1 | 127.0.0.1:6379> set money 100 |
利用多线程修改值,使用watch
可以当做 redis 的乐观锁操作:
1 | 127.0.0.1:6379> set money 100 |
此时先不执行exec
,重新开启另一个客户端:
1 | 127.0.0.1:6379> get money |
这时再回到客户端一继续执行exec
,可以看到事务执行失败:
1 | 127.0.0.1:6379(TX)> exec |
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:
- yum install httpd-tools
- vim postfile 模拟表单提交参数,以&符号结尾,存放在当前目录
1 | prodid=0101& |
- 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
1 | //增加乐观锁 |
7.5 继续增加并发测试
7.5.1 连接有限制
1 | 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.
1 | 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
- MaxTotal:控制一个 pool 可分配多少个 jedis 实例,通过
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
。