Redis事务与锁机制在并发秒杀场景的深入剖析

十. Redis 事务与 “锁机制”——并发秒杀处理的详细阐述

目录

• 十. Redis 事务与 “锁机制”——并发秒杀处理的详细阐述
• 1. Redis 事务的定义
• 2. Redis 事务的三大特性
• 3. Redis 事务相关指令 Multi、Exec、discard 及 “watch & unwatch”
  • 3.1 快速入门(演示 Redis 事务控制)
  • 3.2 注意事项与细节
• 4. Redis 事务冲突及解决办法(悲观锁，乐观锁) watch & unwatch
  • 4.1 “悲观锁” 解决
  • 4.2 “乐观锁” 解决
  • 4.3 watch & unwatch
• 5. 案例演示：火车票-抢票(解决超卖，库存遗留)问题
  • 5.1 案例思路分析：
  • 5.2 完成基本购票流程，暂不考虑事务与并发问题
  • 5.3 抢票并发模拟，出现超卖问题
  • 5.4 Redis 连接池技术
  • 5.5 利用 Redis 的事务机制，解决超卖问题(使用 watch,multi )
  • 5.6 抢票并发模拟，分析库存遗留问题
  • 5.7 运用 LUA 脚本(解决超卖，和库存遗留问题)
• 6. 总结：

1. Redis 事务的定义

1. Redis事务是一种独立的隔离性操作：事务内的所有命令会被依次序列化，并按顺序执行。
2. 在事务执行过程中，不会被其他客户端发送的命令请求打断。
3. Redis事务的主要作用是将多个命令串联起来，防止其他命令插队执行。

2. Redis 事务的三大特性

1. 独立的隔离操作：

   1. Redis事务是独立的隔离性操作，其中所有命令会被序列化并按顺序执行。
   2. 在事务执行过程中，不会被其他客户端发送的命令请求打断。

2. 无隔离级别概念：

   队列中的命令在未提交前不会实际执行。

3. 不保证原子性：

   事务执行时，若有指令失败，其他指令仍会继续执行，不存在回滚机制。

   MySQL事务支持回滚，而Redis事务不支持回滚。

3. Redis 事务相关指令 Multi、Exec、discard 及 “watch & unwatch”

3.1 快速入门(演示 Redis 事务控制)

127.0.0.1:6379> multi
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)> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec

3.2 注意事项与细节

1. 组队阶段可通过 discard 放弃组队，需在 [TX] 队列且未执行 exec 命令前有效。
2. 若组队阶段出现命令输入等错误，会导致 exec 失败，事务所有指令不执行。
3. 组队成功但指令执行异常时，exec 提交会出现部分成功部分失败情况，Redis事务不具原子性。

4. Redis 事务冲突及解决办法(悲观锁，乐观锁) watch & unwatch

以抢票问题为例：多个用户同时请求购票，若不处理会出现超卖。

4.1 “悲观锁” 解决

悲观锁认为每次获取数据时其他会修改，因此获取数据前上锁。传统关系型数据库的行锁、表锁等即属此类。

4.2 “乐观锁” 解决

乐观锁认为获取数据时其他不会修改，更新时检查版本等。Redis利用 check-and-set 机制实现事务。

4.3 watch & unwatch

1. 基本语法: watch key [key ...]
2. 执行 multi 前用 watch 监视key，若事务执行前key被修改，事务中断。
3. unwatch 取消对所有key的监视，若已执行 exec 或 discard，无需再用。

5. 案例演示：火车票-抢票(解决超卖，库存遗留)问题

5.1 案例思路分析：

通过WEB项目演示，需保证一个用户只能购一张票、无超购、无库存遗留。

5.2 完成基本购票流程，暂不考虑事务和并发问题

编写Java Web项目，引入相关jar包和jquery，创建index.jsp等。

5.3 抢票并发模拟，出现超卖问题

使用ab工具模拟并发请求，测试超卖情况。

5.4 Redis 连接池技术

连接池节省连接消耗，配置MaxTotal、maxIdle等参数。

5.5 利用 Redis 的事务机制，解决超卖问题(使用 watch,multi )

通过 watch 监控库存，使用事务完成秒杀。

5.6 抢票并发模拟，分析库存遗留问题

大量并发请求可能导致库存遗留，因乐观锁机制部分请求被打断。

5.7 运用 LUA 脚本(解决超卖，和库存遗留问题)

LUA脚本具原子性，解决多任务并发问题。LUA脚本示例：

local userid=KEYS[1];
local ticketno=KEYS[2];
local stockKey='sk:'..ticketno..":ticket";
local usersKey='sk:'..ticketno..":user";
local userExists=redis.call("sismember",usersKey,userid);
if tonumber(userExists)==1 then
   return 2;
end
local num= redis.call("get" ,stockKey);
if tonumber(num)<=0 then
   return 0;
else
   redis.call("decr",stockKey);
   redis.call("sadd",usersKey,userid);
end
return 1

6. 总结：

在本部分，感谢读者的关注与支持，将继续在相关领域探索，期待与读者再次相遇。