緩存對事務的支持

xujin3 2018-06-17

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本文節(jié)選自即將出版的《可伸縮服務架構：框架與中間件》一書，作者：李艷鵬、楊彪、李海亮、賈博巖、劉淏。

- 點擊文末原文鏈接可以直達《可伸縮服務架構：框架與中間件》書籍主頁。

在使用Redis緩存的業(yè)務場景時經常會有這樣的需求：要求遞減一個變量，如果遞減后變量小于等于0，則返回一個標志；如果成功，則返回剩余的值，類似于數(shù)據(jù)庫事務的實現(xiàn)。

在實現(xiàn)中需要注意服務器端的多線程問題及客戶端的多線程問題。在服務器端可以利用服務器單線程執(zhí)行LUA腳本來保證，或者通過WATCH、EXEC、DISCARD、EXEC來保證。

在Redis中支持LUA腳本，由于Redis使用單線程實現(xiàn)，因此我們首先給出LUA腳本的實現(xiàn)方案。在如下代碼中，我們看到變量被遞減，并判斷是否將小于0的操作放到LUA腳本里，利用Redis的單線程執(zhí)行的特性完成這個原子遞減的操作：

/**
 * Implemented by LUA. Minus a key by a value, then return the left value.
 * If the left value is less than 0, return -1; if error, return -1.
 * 
 * @param key
 *            the key of the redis variable.
 * @param value
 *            the value to minus off.
 * @return the value left after minus. If it is less than 0, return -1; if
 *         error, return -1.
 */
public long decrByUntil0Lua(String key, long value) {
    // If any error, return -1.
    if (value <=>0)
        return -1;

    // The logic is implemented in LUA script which is run in server thread,
    // which is single thread in one server.
    String script = ' local leftvalue = redis.call('get', KEYS[1]); '
            + ' if ARGV[1] - leftvalue > 0 then return nil; else '
            + ' return redis.call('decrby', KEYS[1], ARGV[1]); end; ';

    Long leftValue = (Long) jedis.eval(script, 1, key, '' + value);

    // If the left value is less than 0, return -1.
    if (leftValue == null)
        return -1;

    return leftValue;
}

還可以通過Redis對事務的支持方法watch和multi來實現(xiàn)，類似于一個CAS方法的實現(xiàn)，如果對熱數(shù)據(jù)有競爭，則會返回失敗，然后重試直到成功：

/**
 * Implemented by CAS. Minus a key by a value, then return the left value.
 * If the left value is less than 0, return -1; if error, return -1.
 * 
 * No synchronization, because redis client is not shared among multiple
 * threads.
 * 
 * @param key
 *            the key of the redis variable.
 * @param value
 *            the value to minus off.
 * @return the value left after minus. If it is less than 0, return -1; if
 *         error, return -1.
 */
public long decrByUntil0Cas(String key, long value) {
    // If any error, return -1.
    if (value <=>0)
        return -1;

    // Start the CAS operations.
    jedis.watch(key);

    // Start the transation.
    Transaction tx = jedis.multi();

    // Decide if the left value is less than 0, if no, terminate the
    // transation, return -1;
    String curr = tx.get(key).get();
    if (Long.valueOf(curr) - value <>0) {
        tx.discard();
        return -1;
    }

    // Minus the key by the value
    tx.decrBy(key, value);

    // Execute the transaction and then handle the result
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