redis的并发安全问题:redis的事务VSLua脚本

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了redis的并发安全问题:redis的事务VSLua脚本。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

redis为什么会发生并发安全问题?

在redis中,处理的数据都在内存中,数据操作效率极高,单线程的情况下,qps轻松破10w。反而在使用多线程时,为了保证线程安全,采用了一些同步机制,以及多线程的上下文切换,却对性能造成了一定的影响。
如此看来,在单线程模式下,redis的性能比较高,且可以避免多线程情况下的线程安全问题。但是在redis使用过程中,线程安全问题依旧存在,此话怎讲呢?
线程安全,是站在reids的角度来说的,redis使用单线程模型,是不存在线程安全问题的,以为他只有一个线程,不存在多线程间数据的共享,俗话说没有共享就没有伤害。
而线程不安全,是站在客户端的角度说的,redis是只有一个线程在工作,但是客户单端却是有成千上万个的,对于客户端来说,redis是被共享的资源,所以对于客户端来说依旧存在线程安全问题,
举例:
1.商品库存开始为10,此时客户端A和客户端B,同时下单扣减库存。
2.两个客户端从redis获取到当前库存数为10。
3.两个客户端在本地将库存数减1,然后写回redis。
4,此时redis中存库数为9,正常情况下应该是8,造成超卖问题。
redis的并发安全问题:redis的事务VSLua脚本,redis,java
————————————————
版权声明:本文为CSDN博主「wind_huise」的原创文章,遵循CC 4.0 BY-SA版权协议,转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接:https://blog.csdn.net/weixin_45701550/article/details/126324924

读库存和写库存操作,在redis中是单线程执行的,是原子性的,但是整个扣减库存的操作却不是原子性的,这也是出现线程不安全的根本原因

对于解决这个问题,redis提供了一些复合命令,将多个操作合并成一个操作命令,此时这个复合命令就变成一个原子操作,也就不会再出现上述的线程安全问题了。如果需要实现简单的原子性操作,则可以使用Redis的单个指令,例如SET、GET、DEL等来实现;如果需要实现复杂数据结构的操作,则可以考虑使用Redis事务、Lua脚本来实现。

Redis的事务模型

在Redis中,事务是通过MULTI、EXEC、WATCH、UNWATCH等指令来实现的。在MULTI指令开始执行事务之前,客户端发送的每个指令都不会立即执行,而是被缓存到一个队列中,直到EXEC指令被执行时,所有缓存的指令才一起被执行。这种模型被称为乐观锁,因为在执行事务期间,Redis并不会对被监控的数据进行加锁,而是在执行EXEC指令时进行条件检查,如果检查失败,则事务执行失败。这种设计可以减少锁的竞争,提高Redis的并发性能。

流程如下:
1、开启事务:MULTI
客户端要使用一个命令显式地表示一个事务的开启。在Redis中,这个命令就是MULTI。
2、指令入队(暂时不执行)
客户端把事务中本身要执行的具体操作(例如增删改数据)发送给服务器端。这些操作就是Redis本身提供的数据读写命令,例如GET、SET等。不过,这些命令虽然被客户端发送到了服务器端,但Redis实例只是把这些命令暂存到一个命令队列中,并不会立即执行。
3、执行指令:EXEC
客户端向服务器端发送提交事务的命令,让数据库实际执行第二步中发送的具体操作。Redis 提供的EXEC命令就是执行事务提交的。当服务器端收到EXEC命令后,才会实际执行命令队列中的所有命令

Redis对于事务操作的支持比较局限,最大的不足是不支持回滚。执行事务时,Redis将这些命令依次执行,如果有一条命令执行失败,就会导致整个事务的失败,但不能回滚已经执行成功的命令

在Redis的事务模型中,由于不会对被监控的数据进行加锁,因此如果事务执行失败,只能够通过执行一系列的逆操作来恢复数据状态,而无法直接回滚事务。这是因为对于一些操作,例如INCRBY、RPUSH、SUNION、ZUNIONSTORE等,Redis并没有提供对应的逆操作。因此,如果使用Redis来实现复杂的事务操作,可能需要自己实现回滚逻辑,这会增加开发和维护的复杂度。

Lua脚本

基本原理为使脚本相当于一个redis命令,可以结合redis原有命令,自定义脚本逻辑

如何在redis中使用lua脚本,可以参考https://redis.io/commands/eval/

Lua脚本如何保证线程安全?

lua脚本作为一个整体执行,具备原子性,对客户端来说,lua要么不可见,要么已经执行完。

Lua脚本之所以可以保证线程安全,是因为我们可以把多个操作写成一个 lua 脚本,使其具备原子性,作为一个整体执行。再由于 redis 是单线程模型,不同线程的 lua 脚本是依次执行的。也就是说,只有一个线程原子性的多个操作执行完,下一个线程才可以执行。实际上也是保证了在 redis 内部不同线程操作的串行执行,从而能够解决并发安全问题。
【简单来说,就是lua脚本包括业务的多个操作,使得整个业务成为一个整体,执行时相当于把整个lua脚本当成一个redis指令】
因为redis使用同一个Lua解释器来执行所有命令,同时,redis保证以一种原子性的方式来执行脚本:当Lua脚本在执行的时候,不会有其他脚本和命令同时执行,这种语义类似于 MULTI/EXEC。

从别的客户端的视角来看,一个lua脚本要么不可见,要么已经执行完。

对程序来说,只需要对执行Lua脚本不同的返回值进行业务编写即可。
redis的并发安全问题:redis的事务VSLua脚本,redis,java

Lua脚本的优点

1.lua脚本是作为一个整体执行的,所以中间不会被其他命令插入,无需担心并发;

2.lua脚本把多条命令一次性打包,而代码实现的事务需要向Redis发送多次请求,所以可以有效减少网络开销;

3.lua脚本可以常驻在redis内存中,所以在使用的时候,可以直接拿来复用。

redis事务和Lua两者相同点:

很好的实现了一致性、隔离性和持久性,但没有实现原子性,无论是redis事务,还是lua脚本,如果执行期间出现运行错误,之前的执行过的命令是不会回滚的。

lua 脚本实现的原子性是假的原子性

因为当多个指令执行时,lua脚本中的一条指令报错时,后面的指令执行失败了,但是前面的指令已经成功。且不会回滚

其中报错原因包括:
1、指令语法错误
2、语法是正确的,但是类型不对,比如对已经存在的string类型的key,执行hset等
3、服务器挂掉了,比如lua脚本执行了一半,但是服务器挂掉了

前面两者,我们可以通过仔细检查脚本逻辑,确保脚本中的所有命令都是正确的,并且按照预期的顺序执行、使用redis.pcall处理潜在的错误以及适时使用事务,可以编写出高效、可靠的Lua脚本,确保脚本的逻辑正确性和健壮性,以避免潜在的问题。

redis.pcall在命令执行失败时不会引发错误,而是返回一个包含错误信息的表。通过检查redis.pcall的返回值,可以在脚本中处理错误情况,从而避免脚本执行失败

Lua脚本回滚?
在Lua脚本中,我们可以使用Redis的WATCH指令,它允许我们监视一个或多个键的变化。当我们监视的键发生变化时,Redis会立刻中断正在执行的Lua脚本,使得整个Lua脚本操作回滚,这种方式可以实现Redis事务的回滚效果。

Lua脚本相对于Redis事务更实用的原因有以下几点:

1、原子性保证:使用Lua脚本可以将多个命令封装成一个原子操作,确保这些命令在执行期间不会被其他命令插入,从而保证操作的原子性。
2、减少网络开销:在Lua脚本中,多个命令可以一次性发送到Redis服务器,并由Redis执行,减少了网络开销。而Redis事务需要通过MULTI和EXEC命令来开启和提交事务,增加了网络往返的次数。
3、高性能:由于Lua脚本在Redis服务器端执行,避免了客户端与服务器之间的通信。这样可以减少通信延迟,并在服务器端以原生代码的方式执行,提高了执行效率。相比之下,Redis事务在客户端和服务器之间进行多次通信,可能降低执行效率。
4、复杂逻辑支持:Lua脚本提供了强大的编程能力,可以实现复杂的业务逻辑。通过脚本的编写,可以实现数据库操作的灵活性,从而适应更多的场景需求。Redis事务对于复杂逻辑的支持相对较弱,更适合简单的操作序列。

参考文章:
使用redis,怎么解决并发问题?
redis为什么不支持事务(redis不支持的数据结构)
Redis实例发生故障,而Redis使用的RDB机制,事务的原子性还能否得到保证?
Redis不支持事务的解决方案(redis事务为什么不支持回滚)
Redis实例发生故障,而Redis使用的RDB机制,事务的原子性还能否得到保证?文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-620954.html

到了这里,关于redis的并发安全问题:redis的事务VSLua脚本的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 详解事务模式和 Lua 脚本,带你吃透 Redis 事务

    先说结论: Redis 的事务模式具备如下特点: 保证隔离性; 无法保证持久性; 具备了一定的原子性,但不支持回滚; 一致性的概念有分歧,假设在一致性的核心是约束的语意下,Redis 的事务可以保证一致性。 但 Lua 脚本更具备实用场景,它是另一种形式的事务,他具备一定

    2024年02月05日
    浏览(38)
  • redis事务对比Lua脚本区别是什么

    redis官方对于lua脚本的解释:Redis使用同一个Lua解释器来执行所有命令,同时,Redis保证以一种原子性的方式来执行脚本:当lua脚本在执行的时候,不会有其他脚本和命令同时执行,这种语义类似于 MULTI/EXEC。从别的客户端的视角来看,一个lua脚本要么不可见,要么已经执行完

    2024年02月12日
    浏览(39)
  • javaee 事务 事务的特性 事务的并发问题 事务的隔离级别

    是并发控制的单元,是用户定义的一个操作序列。这些操作要么都做,要么都不做,是一个不可分割的工作单位。通过事务,sql 能将逻辑相关的一组操作绑定在一起,以便服务器 保持数据的完整性。事务通常是以begin/start transaction开始,以commit或rollback结束。Commint表示提交,

    2024年02月09日
    浏览(45)
  • 在 Redis 中使用 Lua 脚本执行复杂操作和事务

    在 Redis 中使用 Lua 脚本执行复杂操作和事务 Redis 作为一个高性能的键值存储数据库,它的强大功能远不止于简单的数据存储和检索。Redis 自 2.6 版本起引入了对 Lua 脚本的支持,这意味着你可以在 Redis 服务器上直接运行 Lua 脚本。这一功能为执行复杂的操作和事务提供了强大

    2024年01月25日
    浏览(49)
  • 【Java|多线程与高并发】线程安全问题以及synchronized使用实例

    Java多线程环境下,多个线程同时访问共享资源时可能出现的数据竞争和不一致的情况。 线程安全一直都是一个令人头疼的问题.为了解决这个问题,Java为我们提供了很多方式. synchronized、ReentrantLock类等。 使用线程安全的数据结构,例如ConcurrentHashMap、ConcurrentLinkedQueue等

    2024年02月09日
    浏览(44)
  • 深入探讨MySQL并发事务的问题及解决方案

    人不走空                                                                          目录         🌈个人主页:人不走空       💖系列专栏:算法专题 ⏰诗词歌赋:斯是陋室,惟吾德馨 1. 脏读(Dirty Read) 2. 不可重复读(Non-repeatable Read) 3. 幻读(Phantom Rea

    2024年03月09日
    浏览(89)
  • 华为云云耀云服务器L实例评测|使用redis事务和lua脚本

    云服务器类型分为三种:公有云服务器,私有云服务器,专用云服务器 公有云服务器:公有云服务器具有成本效益、弹性扩展、可靠性、高可用性、管理简便、安全性、全球化服务和技术支持等优势,适用于各种规模和类型的企业和个人需求。 私有云服务器:私有云服务器

    2024年02月07日
    浏览(44)
  • MySQL高阶知识点(一)事务的并发问题和隔离级别

    简单来说,事务就是要保证一组数据库操作,要么全部成功,要么全部失败。 在 MySQL 中,事务支持是在 引擎层 实现的。 MySQL 是一个支持多引擎的系统,但并不是所有的引擎都支持事务。 如 MySQL 原生的 MyISAM 引擎就不支持事务,这也是 MyISAM 被 InnoDB 取代的重要原因之一。

    2024年02月12日
    浏览(33)
  • 【Redis】Redis 高并发常见问题

    目前市场上许多软件产品,其内部都采用 Redis 作为数据缓存的主要解决方案。随着业务的不断发展,在高并发场景里,Redis 常常会出现一些问题,网络上也有很多文章对其做出了总结。这里主要针对 缓存穿透、缓存雪崩、缓存击穿 这几类场景进行分析,并提出可能的处理方

    2023年04月24日
    浏览(33)
  • Redis解决高并发问题

    1 模拟商品抢购和并发的效果 这里模拟一个商品抢购的过程所带来的问题,以及解决问题的思路。 这里模拟的商品抢购过程是一个商品正常购买的过程,其中包含了两个主要的步骤:商品库存减少和商品购买记录的添加。 下面搭建项目环境。 1.1 数据库结构(MySQL) 1.2 创建

    2024年02月09日
    浏览(42)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包