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redis事务与分布式锁

林贤钦
2020-06-06 / 0 评论 / 12 点赞 / 574 阅读 / 0 字
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本文最后更新于 2020-06-06,若内容或图片失效,请留言反馈。部分素材来自网络,若不小心影响到您的利益,请联系我们删除。

redis事务与分布式锁

1、redis事务

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。

Redis事务的特点:

  • 事务中的命令序列执行的时候是原子性的,也就是说,其不会被其他客户端的命令中断. 这和传统的数据库的事务的属性是类似的.
  • 尽管Redis事务中的命令序列是原子执行的, 但是事务中的命令序列执行可以部分成功,这种情况下,Redis事务不会执行回滚操作. 这和传统关系型数据库的事务是有区别的.
  • 尽管Redis有RDB和AOF两种数据持久化机制, 但是其设计目标是高效率的cache系统. Redis事务只保证将其命令序列中的操作结果提交到内存中,不保证持久化到磁盘文件. 更进一步的, Redis事务和RDB持久化机制没有任何关系, 因为RDB机制是对内存数据结构的全量的快照.由于AOF机制是一种增量持久化,所以事务中的命令序列会提交到AOF的缓存中.但是AOF机制将其缓存写入磁盘文件是由其配置的实现策略决定的,和Redis事务没有关系.

事务的基本操作

  • 开启事务 multi

    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

    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

  • 取消事务 discard

    终止当前事务的定义,发生在multi之后,exec之前

  • 开始执行乐观锁 WATCH

    执行WATCH命令的客户端将被设置乐观锁失败的标志.该命令必须在事务开始前执行,即在执行MULTI命令前执行WATCH命令,否则执行无效,并返回错误提示信息.

  • 取消当前客户端对象的乐观锁 UNWATCH

    执行 UNWATCH 命令将,该客户端对象的事务提交将变成无条件执行.

需要注意的是,EXEC命令和DISCARD命令结束事务时,会调用UNWATCH命令,取消该客户端对象上所有的乐观锁key.

事务的注意事项

  • 定义事务的过程中,命令格式输入错误怎么办?

    语法错误: 指命令书写格式有误

    处理结果: 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。

  • 定义事务的过程中,命令执行出现错误怎么办?

    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

    处理结果 : 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。

2、锁

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

  • 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
  • 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:

基于特定条件的事务执行——锁,redis 应用基于状态控制的批量任务执行

  • 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……]

  • 取消对所有 key 的监视

    unwatch

3、分布式锁

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

  • 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
  • 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

  • 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

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,操作完毕通过del操作释放锁


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?

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

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

expire lock-key second

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。

  • 例如:持有锁的操作最长执行时间127ms,最短执行时间7ms。

  • 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

  • 锁时间设定推荐:最大耗时120%+平均网络延迟110%

  • 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

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