Redis4 缓存淘汰策略及事务实现乐观锁

缓存淘汰策略

标题LRU原理

LRU（Least recently used，最近最少使用）算法根据数据的历史访问记录来进行淘汰数据，其核心
思想是“如果数据最近被访问过，那么将来被访问的几率也更高”。
最常见的实现是使用一个链表保存缓存数据，详细算法实现如下：

1. 新数据插入到链表头部；
2. 每当缓存命中（即缓存数据被访问），则将数据移到链表头部；
3. 当链表满的时候，将链表尾部的数据丢弃。

在Java中可以使用LinkHashMap去实现LRU利用哈希链表实现

标题Redis缓存淘汰策略

设置最大缓存

在 redis 中，允许用户设置最大使用内存大小maxmemory，默认为0，没有指定最大缓存，如果有新的数据添加，超过最大内存，则会使redis崩溃，所以一定要设置。

redis 内存数据集大小上升到一定大小的时候，就会实行数据淘汰策略。

淘汰策略

redis淘汰策略配置：maxmemory-policy voltile-lru，支持热配置

redis 提供 6种数据淘汰策略：

1. volatile-lru：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选最近最少使用的数据淘汰
2. volatile-ttl：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中挑选将要过期的数据淘汰
3. volatile-random：从已设置过期时间的数据集（server.db[i].expires）中任意选择数据淘汰 4. allkeys-lru：从数据集（server.db[i].dict）中挑选最近最少使用的数据淘汰
4. allkeys-random：从数据集（server.db[i].dict）中任意选择数据淘汰
5. no-enviction（驱逐）：禁止驱逐数据

Redis事务

Redis事务介绍

• Redis 的事务是通过 MULTI 、 EXEC 、 DISCARD 和 WATCH 、UNWATCH这五个命令来完成的。
• Redis 的单个命令都是原子性的，所以这里需要确保事务性的对象是命令集合。
• Redis 将命令集合序列化并确保处于同一事务的命令集合连续且不被打断的执行
• Redis 不支持回滚操作。

事务命令

MULTI

用于标记事务块的开始。 Redis会将后续的命令逐个放入队列中，然后使用EXEC命令原子化地执行这个命令序列。

• 语法：

multi

EXEC

在一个事务中执行所有先前放入队列的命令，然后恢复正常的连接状态

• 语法：

exec

DISCARD

清除所有先前在一个事务中放入队列的命令，然后恢复正常的连接状态。

• 语法：

discard

WATCH

当某个[事务需要按条件执行]时，就要使用这个命令将给定的[键设置为受监控]的状态。

• 语法：

watch key [key…]

注意事项：使用该命令可以实现 Redis 的乐观锁。

UNWATCH

清除所有先前为一个事务监控的键

• 语法：

unwatch

命令图解

事务演示

127.0.0.1:6379> multi 
OK
127.0.0.1:6379> set s1 111 
QUEUED 
127.0.0.1:6379> hset set1 name zhangsan 
QUEUED 
127.0.0.1:6379> exec 
1) OK 
2) (integer) 1 
127.0.0.1:6379> multi 
OK
127.0.0.1:6379> set s2 222 
QUEUED
127.0.0.1:6379> hset set2 age 20 
QUEUED 
127.0.0.1:6379> discard 
OK
127.0.0.1:6379> exec (error) ERR EXEC without MULTI 
127.0.0.1:6379> watch s1 
OK
127.0.0.1:6379> multi 
OK
127.0.0.1:6379> set s1 555 
QUEUED 127.0.0.1:6379> exec # 此时在没有exec之前，通过另一个命令窗口对监控的s1字段进行修改 
(nil) 
127.0.0.1:6379> get s1 
111

Redis 不支持事务回滚（为什么呢）

1. 大多数事务失败是因为语法错误或者类型错误，这两种错误，在开发阶段都是可以预见的
2. Redis 为了性能方面就忽略了事务回滚。

Redis乐观锁

乐观锁基于CAS（Compare And Swap）思想（比较并替换），是不具有互斥性，不会产生锁等待而消耗资源，但是需要反复的重试，但也是因为重试的机制，能比较快的响应。因此我们可以利用redis来

实现乐观锁。具体思路如下：

1. 利用redis的watch功能，监控这个redisKey的状态值
2. 获取redisKey的值
3. 创建redis事务
4. 给这个key的值+1
5. 然后去执行这个事务，如果key的值被修改过则回滚，key不加1

public void watch() { 
	try {
		String watchKeys = "watchKeys"; 
		//初始值 value=1 
		jedis.set(watchKeys, 1); 
		//监听key为watchKeys的值 
		jedis.watch(watchkeys); 
		//开启事务 
		Transaction tx = jedis.multi(); 
		//watchKeys自增加一 
		tx.incr(watchKeys); 
		//执行事务，如果其他线程对watchKeys中的value进行修改，则该事务将不会执行 
		//通过redis事务以及watch命令实现乐观锁 
		List<Object> exec = tx.exec(); 
		if (exec == null) { 
			System.out.println("事务未执行"); 
		} else { 
			System.out.println("事务成功执行，watchKeys的value成功修改"); 
		} 
	} catch (Exception e) { 
		e.printStackTrace(); 
	} finally { 
		jedis.close(); 
	} 
}

Redis乐观锁实现秒杀

public class RedisLock {
    public static void main(String[] arg) {
        //库存key 
        String redisKey = "stock";
        ExecutorService executorService = Executors.newFixedThreadPool(20);
        try {
            Jedis jedis = new RedisProperties.Jedis("127.0.0.1", 6378);
            // 可以被秒杀的库存的初始值，库存总共20个 
            jedis.set(redisKey, "0");
            jedis.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
        for (int i = 0; i < 1000; i++) {
            executorService.execute(() -> {
                Jedis jedis1 = new Jedis("127.0.0.1", 6378);
                try {
                    jedis1.watch(redisKey);
                    String redisValue = jedis1.get(redisKey);
                    int valInteger = Integer.valueOf(redisValue);
                    String userInfo = UUID.randomUUID().toString();
                    // 没有秒完 
                    if (valInteger < 20) {
                        Transaction tx = jedis1.multi();
                        tx.incr(redisKey);
                        List list = tx.exec();
                        // 秒成功 失败返回空list而不是空 
                        if (list != null && list.size() > 0) {
                            System.out.println("用户：" + userInfo + "，秒杀成 功！当前成功人数：" + (valInteger + 1));
                        }
                        // 版本变化，被别人抢了。 
                        else {
                            System.out.println("用户：" + userInfo + "，秒杀失 败");
                        }
                    }
                    // 秒完了 
                    else {
                        System.out.println("已经有20人秒杀成功，秒杀结束");
                    }
                } catch (Exception e) {
                    e.printStackTrace();
                } finally {
                    jedis1.close();
                }
            });
        }
        executorService.shutdown();
    }
}