面试题：如何利用Redis实现分布式事务中的原子性操作

设计思路

使用Redis的单线程特性：利用Redis单线程执行命令的特性，保证一系列操作在Redis层面的原子性。
Lua脚本：将库存扣减和订单生成相关操作封装在Lua脚本中，确保在执行脚本时这一系列操作不会被其他命令打断。
Watch机制：在执行Lua脚本前，通过Watch命令监控库存相关的键，防止在脚本执行过程中库存被其他客户端修改。

使用的Redis命令

Watch：用于监视一个或多个键，当事务执行时，如果被监视的键被其他客户端修改，事务将被打断。
Multi：标记一个事务块的开始。
Exec：执行所有事务块内的命令。
Lua脚本相关命令（EVAL或EVALSHA）：用于执行Lua脚本。

原理

Watch原理：Watch命令会在Redis服务端为每个客户端维护一个被监视键的列表。当被监视的键被修改时，Redis会标记这个客户端的事务需要被取消。在执行Exec命令时，Redis会检查事务对应的客户端所监视的键是否被修改，如果有修改则不执行事务。
Lua脚本原理：Redis执行Lua脚本时，会将Lua脚本作为一个整体执行，不会被其他命令打断。在Lua脚本中可以通过Redis的API操作Redis数据，这样就可以将库存扣减和订单生成操作作为一个原子操作进行处理。

以下是一个简单的Lua脚本示例（假设库存键为stock_key，订单生成相关操作通过向一个订单队列order_queue中添加数据模拟）：

-- 获取库存键的值
local stock = redis.call('GET', KEYS[1])
-- 判断库存是否足够
if tonumber(stock) >= tonumber(ARGV[1]) then
    -- 扣减库存
    redis.call('DECRBY', KEYS[1], ARGV[1])
    -- 生成订单，这里简单模拟为向订单队列添加数据
    redis.call('RPUSH', KEYS[2], ARGV[2])
    return 1
else
    return 0
end

在客户端代码中，先使用Watch命令监视库存键，然后调用EVAL（或EVALSHA）命令执行Lua脚本，例如在Python中使用redis - py库：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db = 0)

# 监视库存键
r.watch('stock_key')
try:
    stock = r.get('stock_key')
    if stock is not None and int(stock) >= 1:
        script = """
        local stock = redis.call('GET', KEYS[1])
        if tonumber(stock) >= tonumber(ARGV[1]) then
            redis.call('DECRBY', KEYS[1], ARGV[1])
            redis.call('RPUSH', KEYS[2], ARGV[2])
            return 1
        else
            return 0
        end
        """
        result = r.eval(script, 2,'stock_key', 'order_queue', 1, 'order_info')
        print(result)
    else:
        print('库存不足')
finally:
    r.unwatch()

星途面试题库

面试题：如何利用Redis实现分布式事务中的原子性操作

知识考点

面试题答案

设计思路

使用的Redis命令

原理