Redis6 系列七 事务&锁机制&秒杀

Posted 2021-05-06 千缘科技

 

1.   Redis_事务_锁机制_秒杀

1.1.  Redis的事务定义

                           

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。

1.2.   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，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：

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

1.3.   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。

1.4.   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

1.5.   事务冲突的问题

1.5.1.    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

1.5.2.    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。

1.5.3.    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。

1.5.4.    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。

1.5.5.    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。

http://doc.redisfans.com/transaction/exec.html

1.6.   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

 

2.   Redis_事务_秒杀案例

2.1.   解决计数器和人员记录的事务操作

2.2.   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

2.2.1.    联网：yum install httpd-tools

2.2.2.    无网络

（1）进入cd  /run/media/root/CentOS 7 x86_64/Packages（路径跟centos6不同）

（2）顺序安装

apr-1.4.8-3.el7.x86_64.rpm

apr-util-1.5.2-6.el7.x86_64.rpm

httpd-tools-2.4.6-67.el7.centos.x86_64.rpm 

2.2.3.    测试及结果

2.2.3.1.通过ab测试

vimpostfile 模拟表单提交参数,以&符号结尾;存放当前目录。

内容：prodid=0101&

ab -n 2000 -c 200 -k -p ~/postfile -Tapplication/x-www-form-urlencoded http://192.168.2.115:8081/Seckill/doseckill

 

2.2.3.2.超卖

 

2.3.   超卖问题

2.4.   利用乐观锁淘汰用户，解决超卖问题。

‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍//增加乐观锁 jedis.watch(qtkey);   //3.判断库存 String qtkeystr =  jedis.get(qtkey); if(qtkeystr==null || "".equals(qtkeystr.trim()))  { System.out.println("未初始化库存"); jedis.close(); return false ; }   int qt =  Integer.parseInt(qtkeystr); if(qt<=0) { System.err.println("已经秒光"); jedis.close(); return false; }   //增加事务 Transaction multi = jedis.multi();   //4.减少库存 //jedis.decr(qtkey); multi.decr(qtkey);   //5.加人 //jedis.sadd(usrkey, uid); multi.sadd(usrkey,  uid);   //执行事务 List<Object> list = multi.exec();   //判断事务提交是否失败 if(list==null || list.size()==0) { System.out.println("秒杀失败"); jedis.close(); return false; } System.err.println("秒杀成功"); jedis.close();‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

2.5.   继续增加并发测试

2.5.1.    连接有限制

ab -n 2000 -c 200 -k -p postfile -T'application/x-www-form-urlencoded' http://192.168.140.1:8080/seckill/doseckill

增加-r参数，-r  Don't exit on socket receive errors.

ab -n 2000 -c 100 -r -p postfile -T'application/x-www-form-urlencoded' http://192.168.140.1:8080/seckill/doseckill

2.5.2.    已经秒光，可是还有库存

ab -n 2000 -c 100 -p postfile -T'application/x-www-form-urlencoded' http://192.168.137.1:8080/seckill/doseckill

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。

2.5.3.    连接超时，通过连接池解决

2.5.4.    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

代码见项目中

l  链接池参数

• 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

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。

https://www.w3cschool.cn/lua/

2.6.2.    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。

 

2.7.   Redis_事务_秒杀案例_代码

2.7.1.    项目结构

2.7.2.    第一版：简单版

老师点10次，正常秒杀

同学一起点试一试，秒杀也是正常的。这是因为还达不到并发的效果。

使用工具ab模拟并发测试，会出现超卖情况。查看库存会出现负数。

2.7.3.    第二版：加事务-乐观锁(解决超卖),但出现遗留库存和连接超时

2.7.4.    第三版：连接池解决超时问题

2.7.5.    第四版：解决库存依赖问题，LUA脚本

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;endlocal num= redis.call("get" ,qtkey);if tonumber(num)<=0 then return 0;else redis.call("decr",qtkey); redis.call("sadd",usersKey,userid);endreturn 1;