04-Redis 事务、锁机制秒杀

Redis 事务定义

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。

Redis 事务的主要作用就是串联多个命令防止别的命令插队。

Multi、Exec、discard

Redis 事务中有 Multi、Exec 和 discard 三个指令，在 Redis 中，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。而组队的过程中可以通过 discard 来放弃组队。

案例说明：

组队成功，提交成功。

组队阶段报错，提交失败。

组队成功，提交有成功有失败情况。

事务的错误处理

组队中某个命令出现了报告错误，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，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。

为什么要做成事务

想想一个场景：有很多人有你的账户，同时去参加双十一抢购。

事务冲突的问题

例子

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。

最终我们可以发现，总共金额是 10000，如果请求全部执行，那最后的金额变为 - 4000，很明显不合理。

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。

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。

WATCH key [key …]

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。

unwatch

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。

Redis 事务三特性

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 。

Redis_事务秒杀案例

解决计数器和人员记录的事务操作

Redis 事务 — 秒杀并发模拟

使用工具 ab 模拟测试：

CentOS6 默认安装

CentOS7 需要手动安装

通过 ab 测试

im postfile 模拟表单提交参数， 以 & 符号结尾，存放当前目录。

内容：prodid=0101&

执行：ab -n 2000 -c 200 -k -p ~/postfile -T application/x-www-form-urlencoded

访问：192.168.2.115:8081/Seckill/doseckil...

超卖

超卖问题

利用乐观锁淘汰用户，解决超卖问题。

主要代码：

public class SecKill_redis {

    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis =new Jedis("192.168.44.168",6379);
        System.out.println(jedis.ping());
        jedis.close();
    }

    //秒杀过程
    public static boolean doSecKill(String uid,String prodid) throws IOException {
        //1 uid和prodid非空判断
        if(uid == null || prodid == null) {
            return false;
        }

        //2 连接redis
        //Jedis jedis = new Jedis("192.168.44.168",6379);
        //通过连接池得到jedis对象
        JedisPool jedisPoolInstance = JedisPoolUtil.getJedisPoolInstance();
        Jedis jedis = jedisPoolInstance.getResource();

        //3 拼接key
        // 3.1 库存key
        String kcKey = "sk:"+prodid+":qt";
        // 3.2 秒杀成功用户key
        String userKey = "sk:"+prodid+":user";

        //监视库存
        jedis.watch(kcKey);

        //4 获取库存，如果库存null，秒杀还没有开始
        String kc = jedis.get(kcKey);
        if(kc == null) {
            System.out.println("秒杀还没有开始，请等待");
            jedis.close();
            return false;
        }

        // 5 判断用户是否重复秒杀操作
        if(jedis.sismember(userKey, uid)) {
            System.out.println("已经秒杀成功了，不能重复秒杀");
            jedis.close();
            return false;
        }

        //6 判断如果商品数量，库存数量小于1，秒杀结束
        if(Integer.parseInt(kc)<=0) {
            System.out.println("秒杀已经结束了");
            jedis.close();
            return false;
        }

        //7 秒杀过程
        //使用事务
        Transaction multi = jedis.multi();

        //组队操作
        multi.decr(kcKey);
        multi.sadd(userKey,uid);

        //执行
        List<Object> results = multi.exec();

        if(results == null || results.size()==0) {
            System.out.println("秒杀失败了....");
            jedis.close();
            return false;
        }

        //7.1 库存-1
        //jedis.decr(kcKey);
        //7.2 把秒杀成功用户添加清单里面
        //jedis.sadd(userKey,uid);

        System.out.println("秒杀成功了..");
        jedis.close();
        return true;
    }
}

继续增加并发测试

连接有限制

增加 - r 参数，-r Don’t exit on socket receive errors。

已经秒光，可是还有库存

已经秒光，可是还有库存。原因：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。

连接超时，通过连接池解决

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，代码见项目中：

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。

解决库存遗留问题

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。