面试题：Redis事务补偿机制在复杂账户余额更新场景中的设计与应用

Question

假设存在一个复杂的账户操作场景，涉及多个账户间的余额转移，同时可能因为网络故障等原因部分操作失败。请阐述如何设计一个基于Redis事务的补偿机制来处理这种情况，以确保整个业务操作的完整性和数据准确性，需要考虑事务回滚、重试策略等方面。

Answer 1

1. Redis事务基础：

   • Redis事务通过MULTI、EXEC、DISCARD等命令实现。MULTI用于标记事务块的开始，之后的命令会被放入队列，EXEC用于执行事务队列中的所有命令，DISCARD用于取消事务。

2. 设计事务流程：

   • 开始事务：

     import redis
     
     r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db = 0)
     pipe = r.pipeline()
     pipe.multi()
     

   • 余额转移操作：
     • 假设从账户A向账户B转移金额amount。先获取账户A的余额balance_A = r.get('account_A')，如果balance_A < amount，直接DISCARD事务并返回余额不足的错误。
     • 否则，执行pipe.decrby('account_A', amount)和pipe.incrby('account_B', amount)。
   • 执行事务：

     try:
         pipe.execute()
     except redis.RedisError as e:
         # 事务执行失败，进行处理
         pass
     

3. 事务回滚：

   • 由于Redis事务不支持自动回滚，如果部分命令执行失败，已执行的命令不会自动撤销。所以在事务执行前，需要记录相关账户的初始状态。
   • 例如，可以在MULTI之前使用r.get('account_A')和r.get('account_B')获取初始余额并保存。如果事务执行失败，根据保存的初始余额，使用pipe.set('account_A', initial_balance_A)和pipe.set('account_B', initial_balance_B)进行回滚操作。

4. 重试策略：

   • 固定重试次数：
     • 可以设置一个固定的重试次数，比如3次。在事务执行失败捕获到RedisError后，使用一个计数器变量retry_count = 0，每次失败retry_count += 1，当retry_count <= 3时，重新执行事务。
   • 指数退避重试：
     • 同样在捕获到RedisError后，设置初始等待时间wait_time = 1（单位可以是秒）。每次重试失败，wait_time = wait_time * 2，然后使用time.sleep(wait_time)等待一段时间后再重试事务，直到重试成功或达到最大重试次数。

5. 网络故障处理：

   • 心跳检测：在客户端与Redis服务器之间定期发送心跳包，以检测网络连接状态。如果心跳检测失败，标记网络故障。
   • 故障恢复后重试：当检测到网络恢复后，根据之前记录的事务状态（如果事务执行到一半失败），按照重试策略进行重试。同时，需要再次检查账户余额等相关数据的一致性，确保重试操作的准确性。