使用过Redis事务的应该清楚，Redis事务实现是通过打包多条命令，单独的隔离操作，事务中的所有命令都会按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行（原子操作）。但其中有命令因业务原因执行失败并不会阻断后续命令的执行，且也无法回滚已经执行过的命令。如果想要实现和MySQL一样的事务处理可以使用Lua脚本来实现，Lua脚本中可实现简单的逻辑判断，执行中止等操作。

1 初始Lua脚本

Lua是一个小巧的脚本语言，Redis 脚本使用 Lua 解释器来执行脚本。 Reids 2.6 版本通过内嵌支持 Lua 环境。执行脚本的常用命令为 EVAL。编写Lua脚本就和编写shell脚本一样的简单。Lua语言详细教程参见

示例：

--[[ version:1.0 检测key是否存在，如果存在并设置过期时间 入参列表： 参数个数量：1 KEYS[1]:goodsKey 商品Key 返回列表code: +0：不存在 +1：存在 --]] local usableKey = KEYS[1] --[ 判断usableKey在Redis中是否存在 存在将过期时间延长1分钟 并返回是否存在结果--] local usableExists = redis.call("EXISTS", usableKey) if (1 == usableExists) then redis.call("PEXPIRE", usableKey, 60000) end return { usableExists }

1. 示例代码中redis.call(), 是Redis内置方法，用与执行redis命令
2. if () then end 是Lua语言基本分支语法
3. KEYS 为Redis环境执行Lua脚本时Redis Key 参数，如果使用变量入参使用ARGV接收
4. “—”代表单行注释 “—[[ 多行注释 —]]”

2 实践应用

2.1 需求分析

经典案例需求：库存量扣减并检测库存量是否充足。

基础需求分析：商品当前库存量>=扣减数量时，执行扣减。商品当前库存量<扣减数量时，返回库存不足

实现方案分析：

1）MySQL事务实现：

• 利用DB行级锁，锁定要扣减商品库存量数据，再判断库存量是否充足，充足执行扣减，否则返回库存不足。
• 执行库存扣减，再判断扣减后结果是否小于0，小于0说明库存不足，事务回滚，否则提交事务。

2）方案优缺点分析：

• 优点：MySQL天然支持事务，实现难度低。
• 缺点：不考虑热点商品场景，当业务量达到一定量级时会达到MySQL性能瓶颈，单库无法支持业务时扩展问题成为难点，分表、分库等方案对功能开发、业务运维、数据运维都须要有针对于分表、分库方案所配套的系统或方案。对于系统改造实现难度较高。

Redis Lua脚本事务实现：将库存扣减判断库存量最小原子操作逻辑编写为Lua脚本。

• 从DB中初始化商品库存数量，利用Redis WATCH命令。
• 判断商品库存量是否充足，充足执行扣减，否则返回库存不足。
• 执行库存扣减，再判断扣减后结果是否小于0，小于0说明库存不足，反向操作增加减少库存量，返回操作结果

方案优缺点分析：

• 优点：Redis命令执行单线程特性，无须考虑并发锁竟争所带来的实现复杂度。Redis天然支持Lua脚本，Lua语言学习难度低，实现与MySQL方案难度相当。Redis同一时间单位支持的并发量比MySQL大，执行耗时更小。对于业务量的增长可以扩容Redis集群分片。
• 缺点：暂无

2.2 Redis Lua脚本事务方案实现

初始化商品库存量：

//利用Watch 命令乐观乐特性，减少锁竞争所损耗的性能 public boolean init(InitStockCallback initStockCallback, InitOperationData initOperationData) { //SessionCallback 会话级Rdis事务回调接口 针对于operations所有操作将在同一个Redis tcp连接上完成 List<Object> result = stringRedisTemplate.execute(new SessionCallback<List<Object>>() { public List<Object> execute(RedisOperations operations) { Assert.notNull(operations, "operations must not be null"); //Watch 命令用于监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断 //当出前并发初始化同一个商品库存量时，只有一个能成功 operations.watch(initOperationData.getWatchKeys()); int initQuantity; try { //查询DB商品库存量 initQuantity = initStockCallback.getInitQuantity(initOperationData); } catch (Exception e) { //异常后释放watch operations.unwatch(); throw e; } //开启Reids事务 operations.multi(); //setNx设置商品库存量 operations.opsForValue().setIfAbsent(initOperationData.getGoodsKey(), String.valueOf(initQuantity)); //设置商品库存量 key 过期时间 operations.expire(initOperationData.getGoodsKey(), Duration.ofMinutes(60000L)); ///执行事事务 return operations.exec(); } }); //判断事务执行结果 if (!CollectionUtils.isEmpty(result) && result.get(0) instanceof Boolean) { return (Boolean) result.get(0); } return false; }

库存扣减逻辑

--[[ version:1.0 减可用库存 入参列表： 参数个数量： KEYS[1]:usableKey 商品可用量Key KEYS[3]:usableSubtractKey 减量记录key KEYS[4]:operateKey 操作防重Key KEYS[5]:hSetRecord 记录操作单号信息 ARGV[1]:quantity操作数量 ARGV[2]:version 操作版本号 ARGV[5]:serialNumber 单据流水编码 ARGV[6]:record 是否记录过程量 返回列表： +1：操作成功 0: 操作失败 -1: KEY不存在 -2：重复操作 -3: 库存不足 -4：过期操作 -5：缺量库存不足 -6：可用负库存 --]] local usableKey = KEYS[1]; local usableSubtractKey = KEYS[3] local operateKey = KEYS[4] local hSetRecord = KEYS[5] local quantity = tonumber(ARGV[1]) local version = ARGV[2] local serialNumber = ARGV[5] --[ 判断商品库存key是否存在 不存在返回-1 --] local usableExists = redis.call("EXISTS", usableKey); if (0 == usableExists) then return { -1, version, 0, 0 }; end --[ 设置防重key 设置失败说明操作重复返回-2 --] local isNotRepeat = redis.call("SETNX", operateKey, version); if (0 == isNotRepeat) then redis.call("SET", operateKey, version); return { -2, version, quantity, 0 }; end --[ 商品库存量扣减后小0 说明库存不足 回滚扣减数量 并清除防重key立即过期 返回-3 --] local usableResult = redis.call("DECRBY", usableKey, quantity); if ( usableResult < 0) then redis.call("INCRBY", usableKey, quantity); redis.call("PEXPIRE", operateKey, 0); return { -3, version, 0, usableResult }; end --[ 记录扣减量并设置防重key 30天后过期 返回 1--] -- [ 需要记录过程量与过程单据信息 --] local usableSubtractResult = redis.call("INCRBY", usableSubtractKey, quantity); redis.call("HSET", hSetRecord, serialNumber, quantity) redis.call("PEXPIRE", hSetRecord, 3600000) redis.call("PEXPIRE", operateKey, 2592000000) redis.call("PEXPIRE", usableKey, 3600000) return { 1, version, quantity, 0, usableResult ,usableSubtractResult}

初始化Lua脚本到Redis服务器

//读取Lua脚本文件 private String readLua(File file) { StringBuilder sbf = new StringBuilder(); try (BufferedReader reader = new BufferedReader(new FileReader(file))) { String temp; while (Objects.nonNull(temp = reader.readLine())) { sbf.append(temp); sbf.append(" "); } return sbf.toString(); } catch (FileNotFoundException e) { LOGGER.error("[{}]文件不存在", file.getPath()); } catch (IOException e) { LOGGER.error("[{}]文件读取异常", file.getPath()); } return null; } //初始化Lua脚本到Redis服务器 成功后会返回脚本对应的sha1码，系统缓存脚本sha1码， //通过sha1码可以在Redis服务器执行对应的脚本 public String scriptLoad(File file) { String script = readLua(file) return stringRedisTemplate.execute((RedisCallback<String>) connection -> connection.scriptLoad(script.getBytes())); }

脚本执行

 public OperationResult evalSha(String redisScriptSha1,OperationData operationData) { List<String> keys = operationData.getKeys(); String[] args = operationData.getArgs(); //执行Lua脚本 keys 为Lua脚本中使用到的KEYS args为Lua脚本中使用到的ARGV参数 //如果是在Redis集群模式下，同一个脚本中的多个key,要满足多个key在同一个分片 //服务器开启hash tag功能，多个key 使用{}将相同部分包裹 //例：usableKey:{EMG123} operateKey:operate:{EMG123} Object result = stringRedisTemplate.execute(redisScriptSha1, keys, args); //解析执行结果 return parseResult(operationData, result); }

3 总结

Redis在小数据操作并发可达到10W,针对与业务中对资源强校验且高并发场景下使用Redis配合Lua脚本完成简单逻辑处理抗并发量是个不错的选择。

注：Lua脚本逻辑尽量简单，Lua脚本实用于耗时短且原子操作。耗时长影响Redis服务器性能，非原子操作或逻辑复杂会增加于脚本调试与维度难度。理想状态是将业务用Lua脚本包装成一个如Redis命令一样的操作。

作者：王纯