冲突的场景

有很多人有你的账户,同时去参加双十一抢购：有三个同时的请求

• 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

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上面的请求分为两步：

• step1: 查询账户余额是否大于需要扣款额
• step2: 扣钱

可能出现的问题：Redis 先依次执行 请求一Step1、请求二Step1、请求三Step3，之后再执行请求一Step2、请求二Step2、请求三Step2。

可以看出，就是因为对于同一个请求，Step1、Step2执行过程中，不是连续执行的，中间插入了其他请求的Step，检测不出冲突。所以，需要将同一个请求的两个Step连续执行，中间不被打扰！这就引入了事务的概念。

Redis事务

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。

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 事务的实现

命令：Multi、Exec、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；【组队阶段】

直到输入Exec后，Redis会将之前的命令队列中的命令，依次执行。【执行阶段】

组队的过程中可以通过discard来放弃组队【放弃】

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实际测试

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事务的错误处理

组队中出错：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。

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执行中出错：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。

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Redis 事务的三特性

• 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

悲观锁和乐观锁

悲观锁(Pessimistic Lock)

顾名思义，就是很悲观，它认为冲突很容易发生，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*。

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乐观锁(Optimistic Lock)

顾名思义，就是很乐观，它认为冲突不容易发生，所以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。

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redis 中的乐观锁实现

命令：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。

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利用乐观锁和事务解决冲突

• 先对账户余额加上乐观锁(watch balance)

• 再用 MULTI 和 EXEC 将两个Step组成事务

具体案例：秒杀案例

场景

商品库存有限，同一时刻，很多用户进行抢购

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超卖问题

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如同上面的余额冲突场景，这里的Step1和Step2，也存在被插入的问题，导致最终的库存是负数。

利用乐观锁淘汰用户，解决超卖问题

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测试结果

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存在问题

• 连接超时：很多用户连接，连接不上
  • 并发的请求太多，redis 连接资源不够
• 库存遗留：明明还有库存，很多用户就是抢购失败，导致遗留很多库存
  • 由于用了乐观锁，当发生冲突，很多用户的请求都被 discard 了

解决方案

• 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。
• 库存遗留：使用悲观锁可以解决，但是 redis 不原生支持，可以用LUA脚本语言

LUA 脚本解决库存遗留问题

local userid=KEYS[1]; 
local prodid=KEYS[2];
local qtkey="sk:"..prodid..":qt";
local usersKey="sk:"..prodid.":usr'; 
local userExists=redis.call("sismember",usersKey,userid);
if tonumber(userExists)==1 then 
  return 2;
end
local num= redis.call("get" ,qtkey);
if tonumber(num)<=0 then 
  return 0; 
else 
  // 两条指令，同时执行，不会被打断（多次运行的话，会序列执行，不会被 discard）
  redis.call("decr",qtkey);         
  redis.call("sadd",usersKey,userid);
end
return 1;

Tips：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。

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。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

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参考：

尚硅谷视频