十. Redis 事务和 “锁机制”——> 并发秒杀处理的详细阐明 ...

十. Redis 事务和 “锁机制”——> 并发秒杀处理的详细阐明

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目录

• 十. Redis 事务和 “锁机制”——> 并发秒杀处理的详细阐明
  
• 1.  Redis 的事务是什么？
  
• 2. Redis 事务三特性
  
• 3. Redis 关于事务相关指令 Multi、Exec、discard和 “watch &    unwatch”
  
  
  
  • 3.1 快速入门(演示 Redis 事务控制)
    
  • 3.2 注意事项和细节
    
  
  
• 4. Redis 事务冲突及解决方案(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 案例思绪分析：
    
  • 5.2 完成基本购票流程，暂不考虑事务和并发问题
    
  • 5.3 抢票并发模拟，出现超卖问题
    
  • 5.4 Redis 连接池技能
    
  • 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，分析出现库存遗留问题
    
  • 5.7 运用 LUA 脚本(解决超卖，和库存遗留问题)
    
  
  
• 6. 最后：
  

1.  Redis 的事务是什么？

• Redis 事务时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，中停。
  
• Redis 事务的主要作用就是串联 多个命令防止别的命令插队 。
  

2. Redis 事务三特性

• 单独的隔离操作：
  

• Redis 事务时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，中停。
  

• 没有隔离级别的概念：
  

队列中的命令(指令)，在没有提交前都不会实际被执行。

• 不保证原子性：
  

事务执行过程中，如果有指令执行失败，其他的指令仍然会被执行，没有回滚 。
MySQL中的事务是支持回滚的，而 Redis 中的事务是不支持回滚的。

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

Redis 事务指令示意图：

上图解读：

• 从输入 multi 命令开始，输入的命令都会依次进入命令队列 中，但不会执行雷同(MySQL的 start transaction 开始事务)。
  
• 输入 Exec 命令后，Redis 会将之前的命令队列中的命令依次执行(雷同于 MySQL的 commit 提交事务)。
  
• 组队的过程中可以通过 discard 来放弃组队(雷同 MySQL的 rollback 回滚事务)
  
• 阐明：Redis 事务和 MySQL 事务本质是完全不同的。 ——> MySQL中的事务是支持回滚的，而 Redis 中的事务是不支持回滚的。
  

3.1 快速入门(演示 Redis 事务控制)

1. 127.0.0.1:6379> multi

复制代码

1. 127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1
2. QUEUED
3. 127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
4. QUEUED
5. 127.0.0.1:6379(TX)> set k3 v3
6. QUEUED
7. 127.0.0.1:6379(TX)>

复制代码

1. 127.0.0.1:6379(TX)> exec

复制代码

3.2 注意事项和细节

• 组队的过程中,  可以通过 discard  来放弃组队。注意是在 [TX] 队列当中，还没有执行 exce 命令之前，才有用。
  

1. 127.0.0.1:6379(TX)> discard

复制代码

• 如果在组队阶段报错(这里的报错信息指的是，命令输入错误，语法错误，编译上的错误)   会导致 exec 失败   那么事务的所有指令都不会被执行。
  

• 如果组队成功(multii ), 但是指令有不能正常执行的，那么 exec 提交，会出现有成功有失败环境,也就是事务得到部分执行, 这种环境下, Redis 事务不具备原子性。
  

1. 127.0.0.1:6379> multi
2. OK
3. 127.0.0.1:6379(TX)> set k1 "v1"
4. QUEUED
5. 127.0.0.1:6379(TX)> incr k1
6. QUEUED
7. 127.0.0.1:6379(TX)> set k2 "v2"
8. QUEUED
9. 127.0.0.1:6379(TX)> exec
10. 1) OK
11. 2) (error) ERR value is not an integer or out of range
12. 3) OK
13. 127.0.0.1:6379>

复制代码

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

我们先来看一个经典的抢票 问题。

• 一个请求(用户)想购买 6 张票
  
• 一个请求(用户)想购买 5 张票
  
• 一个请求(用户)想购买 1 张票
  

上述解图：

一共只有10张票，但是并发开始，三个用户(三个请求)，买 6 张，买 5 张，买 1 张票的。同时进入购票系统，并发同时候进入判定，都显示还剩10张票(还没有减)，最后执行减票，超卖了 2张票。

4.1 “悲观锁” 解决

上图解图：

• 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/其他请求想要拿到这个数据都会被(block 锁上，由于被锁了就无法修改/拿到数据了)，只有直到在他前面的人拿到数据/修改数据后，将锁释放了，它才气将数据拿到。
  
• 悲观锁是锁设计理念 ，传统的关系型数据库里面就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁，读锁，写锁等等，都是在做操作之前先上锁(防止被其他的人/请求操作，修改了数据，导致数据不同等。)
  

4.2 “乐观锁” 解决

上图解读：

• 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定一下，在此期间别人/请求是否有去更新了这个数据，可以使用版本号等机制。版本号机制：就是当这个数据被修改了，那么就会产生一个版本信息，如果这个版本信息，与你一开始对应，并应该获取的版本信息不同等，那么就修改失败/无法修改数据(或者说获取的版本信息不同等，拿不到该数据信息)
  
• 乐观锁适用于多读的应用范例，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。
  
• 乐观锁是锁设计理念。
  

4.3 watch &    unwatch

• 基本语法: 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 被其他命令所改动过，那么事务将被打断，停止执行 。
  
• 这里就可以结合乐观锁机制举行理解。
  

演示实操：

1. # A 连接
2. 127.0.0.1:6379> watch k1
3. OK
4. 127.0.0.1:6379> multi
5. OK
6. 127.0.0.1:6379(TX)> incrby k1 1
7. QUEUED
8. 127.0.0.1:6379(TX)> exec
9. 1) (integer) 100
10. 127.0.0.1:6379> get k1
11. "100"

复制代码

1. # B 连接
2. 127.0.0.1:6379> watch k1
3. OK
4. 127.0.0.1:6379> multi
5. OK
6. 127.0.0.1:6379(TX)> incrby k1 100
7. QUEUED
8. 127.0.0.1:6379(TX)> exec
9. (nil)
10. 127.0.0.1:6379> get k1
11. "100"
12. 127.0.0.1:6379>

复制代码

unwatch：

• unwatch ： 取消 watch 命令对所有 key 的监视。
  
• 如果在执行 watch 命令后， exec 命令和 discard 命令先被执行了的话，那么久不必要再执行 unwatch 了。
  

5. 案例演示：火车票-抢票(解决超卖，库存遗留)问题

5.1 案例思绪分析：

这里我们使用 WEB 项目来演示

思绪分析：

• 一个 user 只能购买一张票，即不能复购。
  
• 不能出现超购，也就是多卖的环境。
  
• 不能出现火车票遗留问题/库存遗留，即火车票不能留下
  

5.2 完成基本购票流程，暂不考虑事务和并发问题

• 创建 Java Web 项目,  参照从前讲过搭建 Java Web 项目流程即可
  
• 引入相关的 jar 包  和  jquery
  
• 创建 D:sec_kill_ticket\web\index.jsp
  

index.jsp 代码编写

1. <%--
2.   Created by IntelliJ IDEA.
3.   User: 韩顺平
4.   Version: 1.0
5. --%>
6. <%@ page language="java" contentType="text/html; charset=UTF-8"
7.          pageEncoding="UTF-8" %>
8. <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/html4/loose.dtd">
9. <html>
10. <head>
11.   <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=UTF-8">
12.   <title>Insert title here</title>
13.   <base href="<%=request.getContextPath() + "/"%>">
14. </head>
15. <body>
16. <h1>北京-成都 火车票 ! 秒杀！
17. </h1>
20. <form id="secKillform" action="secKillServlet" enctype="application/x-www-form-urlencoded">
21.   <input type="hidden" id="ticketNo" name="ticketNo" value="bj_cd">
22.   <input type="button" id="seckillBtn" name="seckillBtn" value="秒杀火车票【北京-成都】"/>
23. </form>
25. </body>
28. </html>

复制代码

1. package com.rainbowsea.seckill.redis;
4. import org.junit.Test;
5. import redis.clients.jedis.Jedis;
7. /**
8. * 秒杀类
9. */
10. public class SecKillRedis {
11.     /**
12.      * 编写一个测试方法-看看是否能够连通指定的 Redis
13.      */
15.     @Test
16.     public void testRedis() {
17.         Jedis jedis = new Jedis("192.168.76.146", 6379);
18.         jedis.auth("rainbowsea");  // 设置了密码，需要进行一个验证
19.         System.out.println(jedis.ping());
20.         jedis.close(); // 关闭连接
22.     }
23. }

复制代码

<blockquote>
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