Redis-02

事务
SpringBoot整合
缓存穿透与雪崩

事务

Redis的单条命令是保证原子性的，但是redis事务不能保证原子性

Redis事务本质：一组命令的集合。 ————————- 队列 set set set 执行 —————————- 事务中每条命令都会被序列化，执行过程中按顺序执行，不允许其他命令进行干扰。

一次性
顺序性
排他性

Redis事务没有隔离级别的概念
Redis单条命令是保证原子性的，但是事务不保证原子性！

Redis事务操作过程

开启事务（multi）
命令入队
执行事务（exec）

所以事务中的命令在加入时都没有被执行，直到提交时才会开始执行(Exec)一次性完成。

127.0.0.1:6379> multi # 开启事务
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1 # 命令入队
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2 # ..
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k3 v3
QUEUED
127.0.0.1:6379> keys *
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 事务执行
1) OK
2) OK
3) "v1"
4) OK
5) 1) "k3"
   2) "k2"
   3) "k1"
1234567891011121314151617181920

取消事务(**discurd**)

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD # 放弃事务
OK
127.0.0.1:6379> EXEC 
(error) ERR EXEC without MULTI # 当前未开启事务
127.0.0.1:6379> get k1 # 被放弃事务中命令并未执行
(nil)
123456789101112

事务错误

代码语法错误（编译时异常）所有的命令都不执行

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> error k1 # 这是一条语法错误命令
(error) ERR unknown command `error`, with args beginning with: `k1`, # 会报错但是不影响后续命令入队 
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors. # 执行报错
127.0.0.1:6379> get k1 
(nil) # 其他命令并没有被执行
1234567891011121314

代码逻辑错误 (运行时异常) 其他命令可以正常执行 >>> 所以不保证事务原子性

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCR k1 # 这条命令逻辑错误（对字符串进行增量）
QUEUED
127.0.0.1:6379> get k2
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) (error) ERR value is not an integer or out of range # 运行时报错
4) "v2" # 其他命令正常执行
# 虽然中间有一条命令报错了，但是后面的指令依旧正常执行成功了。
# 所以说Redis单条指令保证原子性，但是Redis事务不能保证原子性。
123456789101112131415161718

监控

悲观锁：

很悲观，认为什么时候都会出现问题，无论做什么都会加锁

乐观锁：

很乐观，认为什么时候都不会出现问题，所以不会上锁！更新数据的时候去判断一下，在此期间是否有人修改过这个数据
获取version
更新的时候比较version

使用watch key监控指定数据，相当于乐观锁加锁。

正常执行

127.0.0.1:6379> set money 100 # 设置余额:100
OK
127.0.0.1:6379> set use 0 # 支出使用:0
OK
127.0.0.1:6379> watch money # 监视money (上锁)
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec # 监视值没有被中途修改，事务正常执行
1) (integer) 80
2) (integer) 20
123456789101112131415

测试多线程修改值，使用watch可以当做redis的乐观锁操作（相当于getversion）

我们启动另外一个客户端模拟插队线程。

线程1：

127.0.0.1:6379> watch money # money上锁
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> DECRBY money 20
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCRBY use 20
QUEUED
127.0.0.1:6379>     # 此时事务并没有执行
123456789

模拟线程插队，线程2：

127.0.0.1:6379> INCRBY money 500 # 修改了线程一中监视的money
(integer) 600
12

回到线程1，执行事务：

127.0.0.1:6379> EXEC # 执行之前，另一个线程修改了我们的值，这个时候就会导致事务执行失败
(nil) # 没有结果，说明事务执行失败
127.0.0.1:6379> get money # 线程2 修改生效
"600"
127.0.0.1:6379> get use # 线程1事务执行失败，数值没有被修改
"0"
1234567

解锁获取最新值，然后再加锁进行事务。 unwatch进行解锁。

注意：每次提交执行exec后都会自动释放锁，不管是否成功

SpringBoot整合

导入依赖

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

编写配置文件

# 配置redis
spring.redis.host=39.99.xxx.xx
spring.redis.port=637

使用RedisTemplate

@SpringBootTest
class Redis02SpringbootApplicationTests {
 @Autowired
 private RedisTemplate redisTemplate;
 @Test
 void contextLoads() {
     // redisTemplate 操作不同的数据类型，api和我们的指令是一样的
     // opsForValue 操作字符串 类似String
     // opsForList 操作List 类似List
     // opsForHah
     // 除了基本的操作，我们常用的方法都可以直接通过redisTemplate操作，比如事务和基本的CRUD
     // 获取连接对象
     //RedisConnection connection = redisTemplate.getConnectionFactory().getConnection();
     //connection.flushDb();
     //connection.flushAll();
     redisTemplate.opsForValue().set("mykey","kuangshen");
     System.out.println(redisTemplate.opsForValue().get("mykey"));
 }
}

测试结果此时我们回到Redis查看数据时候，惊奇发现全是乱码，可是程序中可以正常输出：这时候就关系到存储对象的序列化问题，在网络中传输的对象也是一样需要序列化，否者就全是乱码。我们转到看那个默认的RedisTemplate内部什么样子：在最开始就能看到几个关于序列化的参数。默认的序列化器是采用JDK序列化器而默认的RedisTemplate中的所有序列化器都是使用这个序列化器：后续我们定制RedisTemplate就可以对其进行修改。RedisSerializer提供了多种序列化方案：
- 直接调用RedisSerializer的静态方法来返回序列化器，然后set
- 自己new 相应的实现类，然后set
定制RedisTemplate的模板：

我们创建一个Bean加入容器，就会触发RedisTemplate上的条件注解使默认的RedisTemplate失效。

@Configuration
public class RedisConfig {
   @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) throws UnknownHostException {
        // 将template 泛型设置为 <String, Object>
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate();
        // 连接工厂，不必修改
        template.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);
        /*
         * 序列化设置
         */
        // key、hash的key 采用 String序列化方式
        template.setKeySerializer(RedisSerializer.string());
        template.setHashKeySerializer(RedisSerializer.string());
        // value、hash的value 采用 Jackson 序列化方式
        template.setValueSerializer(RedisSerializer.json());
        template.setHashValueSerializer(RedisSerializer.json());
        template.afterPropertiesSet();
        return template;
    }
}

这样一来，只要实体类进行了序列化，我们存什么都不会有乱码的担忧了。

缓存穿透与雪崩

缓存穿透

概念
在默认情况下，用户请求数据时，会先在缓存(Redis)中查找，若没找到即缓存未命中，再在数据库中进行查找，数量少可能问题不大，可是一旦大量的请求数据（例如秒杀场景）缓存都没有命中的话，就会全部转移到数据库上，造成数据库极大的压力，就有可能导致数据库崩溃。网络安全中也有人恶意使用这种手段进行攻击被称为洪水攻击。
解决方案
布隆过滤器
对所有可能查询的参数以Hash的形式存储，以便快速确定是否存在这个值，在控制层先进行拦截校验，校验不通过直接打回，减轻了存储系统的压力。

缓存空对象
一次请求若在缓存和数据库中都没找到，就在缓存中方一个空对象用于处理后续这个请求。

这样做有一个缺陷：存储空对象也需要空间，大量的空对象会耗费一定的空间，存储效率并不高。解决这个缺陷的方式就是设置较短过期时间
即使对空值设置了过期时间，还是会存在缓存层和存储层的数据会有一段时间窗口的不一致，这对于需要保持一致性的业务会有影响。

缓存击穿（量太大，缓存过期）

概念
相较于缓存穿透，缓存击穿的目的性更强，一个存在的key，在缓存过期的一刻，同时有大量的请求，这些请求都会击穿到DB，造成瞬时DB请求量大、压力骤增。这就是缓存被击穿，只是针对其中某个key的缓存不可用而导致击穿，但是其他的key依然可以使用缓存响应。
比如热搜排行上，一个热点新闻被同时大量访问就可能导致缓存击穿。
解决方案

设置热点数据永不过期这样就不会出现热点数据过期的情况，但是当Redis内存空间满的时候也会清理部分数据，而且此种方案会占用空间，一旦热点数据多了起来，就会占用部分空间。
加互斥锁(分布式锁)在访问key之前，采用SETNX（set if not exists）来设置另一个短期key来锁住当前key的访问，访问结束再删除该短期key。保证同时刻只有一个线程访问。这样对锁的要求就十分高。
缓存雪崩
概念
大量的key设置了相同的过期时间，导致在缓存在同一时刻全部失效，造成瞬时DB请求量大、压力骤增，引起雪崩。

解决方案

redis高可用这个思想的含义是，既然redis有可能挂掉，那我多增设几台redis，这样一台挂掉之后其他的还可以继续工作，其实就是搭建的集群
限流降级这个解决方案的思想是，在缓存失效后，通过加锁或者队列来控制读数据库写缓存的线程数量。比如对某个key只允许一个线程查询数据和写缓存，其他线程等待。
数据预热数据加热的含义就是在正式部署之前，我先把可能的数据先预先访问一遍，这样部分可能大量访问的数据就会加载到缓存中。在即将发生大并发访问前手动触发加载缓存不同的key，设置不同的过期时间，让缓存失效的时间点尽量均匀。

出处：https://blog.csdn.net/weixin_43873227/article/details/106107270

事务