redis~多行语句的原子性_事务性

高并发下 Redis 事务的原子性分析

1. 代码结构分析

redisTemplate.execute(new SessionCallback<Object>() {
    @Override
    public <String, Long> Object execute(RedisOperations<String, Long> operations) {
        operations.multi();  // 开启事务
        operations.opsForValue().increment((String) key);  // 命令1：自增
        operations.expire((String) key, 1, TimeUnit.HOURS);  // 命令2：设置过期时间
        operations.exec();  // 提交事务
        return null;
    }
});

2. 原子性保证机制

在 Redis 事务中：

• MULTI/EXEC 是原子操作：
  Redis 会将 multi 和 exec 之间的所有命令放入队列，一次性原子执行。
• 命令顺序保证：
  命令按 increment → expire 顺序执行，不会被打断。

3. 高并发下的行为

4. **潜在风险点

graph TD A[客户端发起事务] –> B{Redis接收MULTI} B –> C[缓存命令队列] C –> D{执行EXEC} D –>|成功| E[所有命令生效] D –>|失败| F[所有命令丢弃]

1. 事务中断风险：

   • Redis 宕机或网络断开时事务未提交
   • 内存不足导致命令执行失败

2. 键过期重置问题：

   // 每次自增都会重置过期时间到1小时
   // 可能导致key永不过期（频繁访问时）
   

5. **优化建议

(1) 使用 Lua 脚本保证绝对原子性

-- KEYS[1]=key, ARGV[1]=expire_seconds
local count = redis.call('INCR', KEYS[1])
if count == 1 then
    redis.call('EXPIRE', KEYS[1], ARGV[1])
end
return count

Spring 代码实现：

String script = 
    "local c = redis.call('INCR', KEYS[1])\n" +
    "if c == 1 then\n" +
    "   redis.call('EXPIRE', KEYS[1], ARGV[1])\n" +
    "end\n" +
    "return c";

RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>(script, Long.class);
Long result = redisTemplate.execute(
    redisScript, 
    Collections.singletonList(key), 
    TimeUnit.HOURS.toSeconds(1)  // 转换为秒
);

(2) 使用 SET + NX 优化（首次设置过期时间）

// 原子操作：不存在时初始化并设置过期时间
Boolean setIfAbsent = redisTemplate.opsForValue().setIfAbsent(
    key, "0", 1, TimeUnit.HOURS
);

// 后续只需自增
if (setIfAbsent != null && setIfAbsent) {
    redisTemplate.opsForValue().increment(key);
} else {
    // 已有值时直接自增（不重置过期时间）
    redisTemplate.opsForValue().increment(key);
}

6. 各方案对比

7. 结论

1. 原始代码在正常情况下是原子的：
   在 Redis 正常运行且无外部故障时，increment 和 expire 会作为一个整体执行。

2. 高并发下可能失效的场景：

   • Redis 服务崩溃/重启
   • 客户端与 Redis 网络断开
   • 内存不足导致命令执行失败
   • 命令语法错误（如 key 类型错误）

3. 生产环境建议：
   优先使用 Lua 脚本：

   • 绝对原子性保证
   • 避免过期时间被重置
   • 单次网络往返减少延迟

在千万级 QPS 的生产环境中，Lua 脚本方案的性能比事务高 30%~50%，且能避免事务中断导致的数据不一致问题。

来源链接：https://www.cnblogs.com/lori/p/18904416