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面试题:缓存设计之中等难度:Redis事务与Lua脚本原子性保证的应用场景

在后端开发的缓存设计场景中,请举例说明至少两个适合使用Redis事务或Lua脚本以保证原子性操作的场景,并阐述为何这些场景需要原子性保证。
15.7万 热度难度
后端开发缓存设计

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场景一:库存扣减

  • 场景描述:在电商系统中,当用户下单购买商品时,需要扣减商品库存。同时,可能还需要记录库存变动日志等操作。
  • 原子性需求原因:如果库存扣减和日志记录操作不是原子性的,可能会出现库存扣减成功但日志记录失败的情况,或者日志记录成功但库存扣减失败的情况。这会导致数据不一致,例如库存已经减少但没有记录,或者记录了库存减少但实际库存未变。
  • Redis事务或Lua脚本应用:可以使用Redis事务将库存扣减和日志记录操作放在一个事务块中,保证要么所有操作都执行成功,要么都不执行。或者使用Lua脚本,在Lua脚本中完成库存扣减和日志记录的逻辑,由于Redis执行Lua脚本是原子性的,也能确保这一系列操作的原子性。

场景二:分布式锁

  • 场景描述:在分布式系统中,多个服务实例可能同时尝试获取某个资源的锁。只有获取到锁的实例才能执行后续的业务逻辑,例如对共享资源的修改等。
  • 原子性需求原因:如果获取锁的操作不是原子性的,可能会出现多个实例同时认为自己获取到了锁的情况,从而导致对共享资源的并发修改,破坏数据一致性。
  • Redis事务或Lua脚本应用:可以使用Redis的SETNX(SET if Not eXists)命令结合事务来实现简单的分布式锁。在事务中,先执行SETNX尝试获取锁,如果获取成功则继续执行后续业务逻辑相关的Redis操作,如果获取失败则放弃。也可以使用Lua脚本来实现更复杂的分布式锁逻辑,Lua脚本的原子性执行能够确保在获取锁的过程中不会出现并发问题。