一篇和Redis有关的锁和事务的文章

部分参考链接

Transaction

StackExchange.Redis Transaction

hashest

正文

Redis 是一种基于内存的单线程数据库。意味着所有的命令是一个接一个的执行。

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考虑只有一个Redis实例，也就是Redis本身没有做分布式。

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通过SETNX命令，set if not exist的缩写。那么多个服务在调用的时候可以通过同一个key申请一个lock（也就是调用命令成功返回1），然后根据相应条件做释放(比如时间到期，or手动释放)，也就是delete key。

Redis本身有MULTI命令，标记开启一个事务。开启之后后面的命令会在调用EXEC命令的时候以一个集合的方式整体执行，也就是原子性（不保证都成功）。

现在有个需求，用redis实现Check and Set，也就是先读取里面的值，然后设置(比如做个+=val)；并发的问题是必须要考虑的。

用redis描述大致是这样的。这里假设redis没有incr这个自增命令。

val = GET mykey
val = val + 1
SET mykey $val

直接这样做，并发问题是肯定有的。所以，按照上面的知识，应该有2种方法来避免这个并发问题。

基于SENTX命令。

copy一下文档的demo

redis> SETNX mykey "Hello"
(integer) 1
redis> SETNX mykey "World"
(integer) 0
redis> GET mykey
"Hello"
redis>

第一次调用setnx，设置mykey的value为hello，返回1，表示成功。

第二次调用setnx，设置mykey的value为world，因为第一次调用并没有释放mykey，所以返回0，表示设置失败。

最后获取mykey的值，返回的是hello。

最后记得要去释放mykey。

这其实是一个悲观锁，也就是一个进程获取到锁之后要等释放别的进程才能继续。

基于MULTI命令。

1. 先看一个简单的应用

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> incr foo
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> incr bar
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> exec
   1) (integer) 1
   2) (integer) 1
   

   第一步调用MULTI命令，表示开始多个命令的输入。返回OK，表示开始接收。

   第二步调用incr foo，给foo对应的值做自增。返回queued，表示已加入队列。

   第二步调用incr bar，给bar对应的值做资政，返回queued，表示已加入队列。

   最后调用exec命令，表示执行队列中的命令。返回每个命令的结果。

2. 有错误了怎么办

   首先错误分两种

   • 在enqueue的时候出错，最常见的就是参数错误。比如下面这个例子

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set a 1234
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> set a 1 1 1 1 1 1 11
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> exec
   1) OK
   2) (error) ERR syntax error
   127.0.0.1:6379>
   

   第二个set a 1 1 1 1 1 1 11命令是有语法错误，所以，在执行exec的时候会返回语法错误。第一个是成功的。所以，如果在后面get a 是会返回1234，为成功的设置。

   假设报错的命令在中间，后面的命令也是会执行的。

   • 还有就是直接命令就不对的。看个例子

   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set a 11
   QUEUED
   127.0.0.1:6379> aaa
   (error) ERR unknown command `aaa`, with args beginning with:
   127.0.0.1:6379> exec
   (error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
   

   先set a，进入队列。

   执行aaa命令，这个命令不存在。直接报错。

   执行exec，事务因为之前的错误，exec中止。

3. 为什么没有回滚

   通过上面的例子，看到redis对multi的操作是没有回滚的，或许有点奇怪。根据文档描述，有两个原因。

   • redis的命令执行只有在语法错误或者数据类型出错的时候会失败，而不是在enqueue的时候。这意味着失败是由程序设置错误导致的。那么，这种错误肯定是在开发环境中就应该容易被发现，而不是在生产环境。
   • 为了快。

4. WATCH 命令的乐观锁

   结合watch命令我们也可以实现上面的需求。

   WATCH mykey
   --Begin---
   ##下面两行是客户端命令
   val = GET mykey
   val = val + 1
   --End---
   MULTI
   SET mykey $val
   EXEC
   

   解释一下，先获取一下mykey的监控。然后客户端获取mykey的值，(是客户端，不是命令服务端)。然后赋值自增。然后服务端开启MULTI， 设置新的值。执行。

   假设在MULTI和Exec之间，mykey的值被别的client修改，exec会返回(nil)。

   下面做个演示：

   先在redis-cli上执行以下命令

   127.0.0.1:6379> watch a
   OK
   127.0.0.1:6379> multi
   OK
   127.0.0.1:6379> set a 13
   QUEUED
   

   如上，已经开启WATCH，然后设置a =13 进入队列。

   然后在本地的redis desktop manager上去修改这个值。

   

   然后再在服务器上执行 exec，

   127.0.0.1:6379> exec
   (nil)
   

   返回的是nil，表示没有成功。如果没有客户端去更新，执行exec是返回OK。

5. redis-scripting-and-transactions

   在Redis 2.6之后，引入了Redis script来实现事务的功能。通常来说script方式速度会相对快一点(没有做测试)。不过既然multi已经出来很久了，所以，不太可能会移除这个命令。

在StackExchange.Redis中使用

显然，也分两种，基于setnx 或者 MULTI + WATCH。分别对应的是IDatabaseAsync.LockTakeAsync和IDatabaseAsync.CreateTransaction这里结合了Polly这个库用于重试，毕竟，悲观锁，我多拿几次总能拿到的；乐观锁，执行的命令，我多试几次，总能成功的。

• LockTakeAsync

  public async Task<T> TakeLockAsync<T>(string key, string token, Func<object, Task<T>> func, object obj)
      where T : class
  {
      var db = GetDb(redisConfigModel.LockDbIndex);//获取IDatabaseAsync对象
      //定义获取锁的策略
      var policy = Policy
          .HandleResult<bool>(w => !w)
          .WaitAndRetryForeverAsync(
              sleepDurationProvider: attemp => TimeSpan.FromSeconds(3), //两次重复尝试的间隔
              onRetry: (delegeteRst, ts) =>
              {
                  //可以记录日志啥的
              }
          );
      //竞争获取锁。
      await policy.ExecuteAsync(async () => await db.LockTakeAsync(key, token, TimeSpan.MaxValue));
      try
      {
          return await func(obj);//获取到锁之后的具体执行的方法。
      }
      finally
      {
          await db.LockReleaseAsync(key, token); //最后一定要释放
      }
  }
  
  

  LockTakeAsync的时候根据key对应的token值是否已经被获取来作为条件。

• CreateTransaction

  StackExchange.Redis 用multiplexer类实现Redis的一些列命令。我们的代码不能直接简单的映射到watch命令，因为，单纯调用watch是肯定成功的，这样会导致大家都"成功"(假的)。这里用的Condition的方式来实现。

  public async Task AddAfterReadAsync(string key, int value, string hashField = "hash_field")
  {
    	//处理policy的结果为false的情况，一直重试。
      var policy = Policy.HandleResult<bool>(w => !w).RetryForeverAsync();
    	//执行
      await policy.ExecuteAsync(async () =>
      {
          var db = GetDb(redisConfigModel.LockDbIndex);
          var trans = db.CreateTransaction();
          var oldValue = Convert.ToInt32(await db.StringGetAsync(key));
          trans.AddCondition(Condition.HashNotExists(key,
              hashField)); //这里确保hashField不存在。也可以用Condition.KeyNotExists(key)
          //这里不能await，因为每个命令的结果只有在执行了execute后才知道。
          trans.StringSetAsync(key, (oldValue + value).ToString());
          var execSuccess = await trans.ExecuteAsync();
          return execSuccess;
      });
  }
  
  

小结

这是一篇和redis有关的锁，事务的文章。写了我一整个下午。看完，感觉也没有多少东西。感觉开头链接中关于hashset还是有点意思的。