Redis（三）：事务，锁机制，秒杀案例

1. 事务

1.1 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。

1.3 事务的错误处理

组队阶段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 事务三特性

1. 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。
2. 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
3. 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. 锁机制

2.1 事务冲突问题

一个场景：有很多人有你的账户,同时去参加双十一抢购

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

2.2 悲观锁和乐观锁

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。

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。

2.3 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。

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/index.html

3. 秒杀案例

3.1 超卖问题——乐观锁解决

//监视库存
jedis.watch(kcKey);

//4 获取库存，如果库存null，秒杀还没有开始
String kc = jedis.get(kcKey);
if(kc == null) {
	System.out.println("秒杀还没有开始，请等待");
	jedis.close();
	return false;
}

// 5 判断用户是否重复秒杀操作
if(jedis.sismember(userKey, uid)) {
	System.out.println("已经秒杀成功了，不能重复秒杀");
	jedis.close();
	return false;
}

//6 判断如果商品数量，库存数量小于1，秒杀结束
if(Integer.parseInt(kc)<=0) {
	System.out.println("秒杀已经结束了");
	jedis.close();
	return false;
}

//7 秒杀过程
//使用事务
Transaction multi = jedis.multi();

//组队操作
multi.decr(kcKey);
multi.sadd(userKey,uid);

//执行
List<Object> results = multi.exec();

if(results == null || results.size()==0) {
	System.out.println("秒杀失败了....");
	jedis.close();
	return false;
}

//7.1 库存-1
//jedis.decr(kcKey);
//7.2 把秒杀成功用户添加清单里面
//jedis.sadd(userKey,uid);

System.out.println("秒杀成功了..");

3.2 连接超时问题——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。
通过参数管理连接的行为

链接池参数：

1. 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。
2. maxIdle：控制一个pool最多有多少个状态为idle(空闲)的jedis实例；
3. 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；
4. 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；

package com.atguigu;

import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;

public class JedisPoolUtil {
	private static volatile JedisPool jedisPool = null;

	private JedisPoolUtil() {
	}

	public static JedisPool getJedisPoolInstance() {
		if (null == jedisPool) {
			synchronized (JedisPoolUtil.class) {
				if (null == jedisPool) {
					JedisPoolConfig poolConfig = new JedisPoolConfig();
					poolConfig.setMaxTotal(200);
					poolConfig.setMaxIdle(32);
					poolConfig.setMaxWaitMillis(100*1000);
					poolConfig.setBlockWhenExhausted(true);
					poolConfig.setTestOnBorrow(true);  // ping  PONG
				 
					jedisPool = new JedisPool(poolConfig, "192.168.44.168", 6379, 60000 );
				}
			}
		}
		return jedisPool;
	}

	public static void release(JedisPool jedisPool, Jedis jedis) {
		if (null != jedis) {
			jedisPool.returnResource(jedis);
		}
	}

}

更改后主程序中代码

//2 连接redis
//Jedis jedis = new Jedis("192.168.44.168",6379);
//通过连接池得到jedis对象
JedisPool jedisPoolInstance = JedisPoolUtil.getJedisPoolInstance();
Jedis jedis = jedisPoolInstance.getResource();

3.3 库存遗留问题——LUA脚本解决

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。

1. 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/

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。

package com.atguigu;

import java.io.IOException;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Set;

import org.apache.commons.pool2.impl.GenericObjectPoolConfig;
import org.slf4j.LoggerFactory;

import ch.qos.logback.core.joran.conditional.ElseAction;
import redis.clients.jedis.HostAndPort;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.JedisCluster;
import redis.clients.jedis.JedisPool;
import redis.clients.jedis.JedisPoolConfig;
import redis.clients.jedis.ShardedJedisPool;
import redis.clients.jedis.Transaction;

public class SecKill_redisByScript {
	
	private static final  org.slf4j.Logger logger =LoggerFactory.getLogger(SecKill_redisByScript.class) ;

	public static void main(String[] args) {
		JedisPool jedispool =  JedisPoolUtil.getJedisPoolInstance();
 
		Jedis jedis=jedispool.getResource();
		System.out.println(jedis.ping());
		
		Set<HostAndPort> set=new HashSet<HostAndPort>();

	//	doSecKill("201","sk:0101");
	}
	
	static String secKillScript ="local userid=KEYS[1];\r\n" + 
			"local prodid=KEYS[2];\r\n" + 
			"local qtkey='sk:'..prodid..\":qt\";\r\n" + 
			"local usersKey='sk:'..prodid..\":usr\";\r\n" + 
			"local userExists=redis.call(\"sismember\",usersKey,userid);\r\n" + 
			"if tonumber(userExists)==1 then \r\n" + 
			"   return 2;\r\n" + 
			"end\r\n" + 
			"local num= redis.call(\"get\" ,qtkey);\r\n" + 
			"if tonumber(num)<=0 then \r\n" + 
			"   return 0;\r\n" + 
			"else \r\n" + 
			"   redis.call(\"decr\",qtkey);\r\n" + 
			"   redis.call(\"sadd\",usersKey,userid);\r\n" + 
			"end\r\n" + 
			"return 1" ;
			 
	static String secKillScript2 = 
			"local userExists=redis.call(\"sismember\",\"{sk}:0101:usr\",userid);\r\n" +
			" return 1";

	public static boolean doSecKill(String uid,String prodid) throws IOException {

		JedisPool jedispool =  JedisPoolUtil.getJedisPoolInstance();
		Jedis jedis=jedispool.getResource();

		 //String sha1=  .secKillScript;
		String sha1=  jedis.scriptLoad(secKillScript);
		Object result= jedis.evalsha(sha1, 2, uid,prodid);

		  String reString=String.valueOf(result);
		if ("0".equals( reString )  ) {
			System.err.println("已抢空！！");
		}else if("1".equals( reString )  )  {
			System.out.println("抢购成功！！！！");
		}else if("2".equals( reString )  )  {
			System.err.println("该用户已抢过！！");
		}else{
			System.err.println("抢购异常！！");
		}
		jedis.close();
		return true;
	}
}