面试题：Redis事务处理机制中WATCH命令的作用及使用场景

Question

请详细阐述Redis事务处理机制里WATCH命令的作用是什么？在实际应用中，通常会在哪些场景下使用WATCH命令来保证数据的一致性和原子性？

Answer 1

WATCH命令的作用

1. 乐观锁机制实现：WATCH命令可以为Redis事务提供乐观锁机制。它允许用户在执行MULTI命令开启事务之前，监控一个或多个键。如果在WATCH之后，被监控的键被其他客户端修改，那么当前客户端的事务将被打断，不会执行EXEC命令，而是返回一个错误。这确保了在事务执行期间，数据的一致性。
2. 数据版本控制：相当于为被监控的键设置了一个版本标记。当键的值发生变化时，版本标记改变，事务如果依赖这些键的值，就会因版本不匹配而失败，从而防止脏数据的写入。

实际应用场景

1. 银行转账场景
   • 场景描述：在银行转账操作中，需要从一个账户扣除一定金额，并将该金额添加到另一个账户。假设两个账户的余额分别存储在Redis的两个键account1和account2中。
   • 使用方式：首先使用WATCH account1 account2监控这两个账户余额的键。然后开启事务，在事务中执行从account1减去转账金额，向account2增加转账金额的操作。如果在WATCH之后到事务执行之间，account1或account2的值被其他客户端修改（比如同时有另一个转账操作在进行），那么当前事务的EXEC命令会失败，客户端可以捕获这个错误并重新执行整个转账流程，从而保证转账数据的一致性。
2. 库存管理场景
   • 场景描述：在电商系统的库存管理中，商品库存数量存储在Redis的一个键product_stock中。当有用户下单时，需要减少库存数量。
   • 使用方式：使用WATCH product_stock监控库存键。开启事务，在事务中执行检查库存是否足够，如果足够则减少库存数量的操作。如果在WATCH之后到事务执行之间，库存被其他订单修改（比如有其他用户同时下单），事务的EXEC命令将失败，客户端可以重新检查库存并决定是否重试下单操作，确保库存数据的准确性和一致性。
3. 分布式计数器场景
   • 场景描述：在分布式系统中，使用Redis的计数器来统计某些事件的发生次数，如网站的访问量。多个客户端可能同时对计数器进行增加操作。
   • 使用方式：客户端在增加计数器之前，使用WATCH counter_key监控计数器键。开启事务，在事务中读取当前计数器的值，增加一定数量，然后写回新的值。如果在WATCH之后到事务执行之间，计数器被其他客户端修改，事务的EXEC命令失败，客户端可以重新读取并增加计数器，保证计数器数据的一致性。