Redis事务详述

1、简介

Redis类似大多数成熟的数据库系统一样，提供了事务机制。Redis的事务机制非常简单，它没有严格的事务模型，无法像关系型数据库一样保证操作的原子性。

Redis事务最大的作用是保证多个指令的串行执行，它可以借助于Redis单线程读写的特性，保证Redis事务中的指令不会被事务外的指令打搅，不过要注意它不是原子性的。

完整事务案例：

multi开启一个事务之后，所有指令都不执行，而是缓存到事务队列中，直到服务器接收到exec指令，才开始执行整个事务中的指令。事务全部指令执行完毕后，一次性返回全部的结果。

使用Redis事务，一个最需要注意的问题是，指令多，网络开销高；因此我们一定要结合管道pipeline一起使用，这样可以将多次网络io操作压缩成单次。

2、指令介绍

2.1 简介

Redis事务相关的指令有五个，分别是MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH、UNWATCH

2.2 MULTI（开启事务）

MULTI用于标记一个事务的开始，事务块内的多条命令会按照先后顺序被放进一个队列当中，最后由 EXEC 命令原子性(atomic)地执行。MULTI指令总是返回OK。

2.3 EXEC（执行事务）

EXEC用于执行所有事务块内的命令，假如某个(或某些) key 正处于 WATCH 命令的监视之下，且事务块中有和这个(或这些) key 相关的命令，那么 EXEC 命令只在这个(或这些) key 没有被其他命令所改动的情况下执行并生效，否则该事务被打断(abort)。

2.4 DISCARD（取消事务）

DISCARD用于取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。如果正在使用 WATCH 命令监视某个(或某些) key，那么取消所有监视，等同于执行命令 UNWATCH 。DISCARD指令总是返回OK。

2.5 WATCH（监视）

WATCH用于监视一个(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。这个实现方式也很简单，WATCH是在事务之间发送的指令，Redis服务在接收到指令时，会记录下该key对应的值，当Redis服务接收到EXEC指令，需要执行事务时，Redis服务首先会检查WATCH的key的值，从WATCH之后是否发生改变即可。

注意禁止在MULTI和EXEC之间执行WATCH指令，这会导致Redis服务响应异常

2.6 UNWATCH

UNWATCH用于取消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。因为 EXEC 命令会执行事务，因此 WATCH 命令的效果已经产生了；而 DISCARD 命令在取消事务的同时也会取消所有对 key 的监视，因此这两个命令执行之后，就没有必要执行 UNWATCH 了。

3、Jedis 使用事务

通过模拟一个简单的余额增加的例子，使用Jedis客户端来使用Redis的事务。

package com.lizba.redis.tx;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.Transaction;

import java.math.BigDecimal;
import java.util.List;

/**
 * <p>
 *      Redis事务demo
 * </p>
 *
 * @Author: Liziba
 * @Date: 2021/9/9 23:53
 */
public class TransactionDemo {

    private Jedis client;

    public TransactionDemo(Jedis client) {
        this.client = client;
    }

    /**
     * 添加余额
     *
     * @param userId    用户id
     * @param amt       添加余额
     * @return
     */
    public BigDecimal addBalance(String userId, BigDecimal amt) {
        String key = this.keyFormat(userId);
        // 初始用户余额为0
        client.setnx(key, "0");
        while (true) {
            client.watch(key);
            BigDecimal balance = new BigDecimal(client.get(key)).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
            BigDecimal amount = balance.add(amt);
            Transaction tx = client.multi();
            tx.set(key, amount.toPlainString());
            List<Object> exec = tx.exec();
            // 返回值不为空则证明Redis事务成功
            if (exec != null) {
                break;
            }
        }
        return new BigDecimal(client.get(key)).setScale(2, BigDecimal.ROUND_HALF_UP);
    }

    /**
     * 获取总金额
     *
     * @param userId 用户id
     * @return
     */
    public BigDecimal getAmount(String userId) {
        String amt = client.get(keyFormat(userId));
        return new BigDecimal(amt);
    }

    /**
     * Redis key
     * @param userId 用户id
     * @return
     */
    private String keyFormat(String userId) {
        return String.format("balance:%s",userId);
    }

}

测试代码：

package com.lizba.redis.tx;

import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.math.BigDecimal;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;

/**
 * <p>
 *      测试Redis事务
 * </p>
 *
 * @Author: Liziba
 * @Date: 2021/9/10 0:03
 */
public class TestTransactionDemo {

    private static CountDownLatch count = new CountDownLatch(100);

    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                Jedis client = new Jedis("192.168.211.109", 6379);
                TransactionDemo demo = new TransactionDemo(client);
                demo.addBalance("liziba", BigDecimal.TEN);
                client.close();
                count.countDown();
            }).start();
        }

        count.await();

        Jedis client = new Jedis("192.168.211.109", 6379);
        BigDecimal amt = new TransactionDemo(client).getAmount("liziba");
        System.out.println(amt.toPlainString());
    }

}

测试结果：

预期1000，结果1000