构建事务保证使用Redis缓存（redis缓存时候的事务）

构建事务保证：使用Redis缓存

Redis作为一种高性能的内存键值数据库，广泛地应用于大规模数据读写场景。在实际应用过程中，Redis也可以用来保证数据的事务性，从而避免数据的错误操作和丢失。本文将介绍如何使用Redis缓存构建事务保证，并结合实际场景进行详细介绍。

一、Redis事务

Redis事务是Redis提供的保证一系列命令的原子性执行的机制。在Redis事务中，一次发送多个命令可以避免了各个命令的单个执行。即便是一组命令都未成功执行，事务也可以正确地回滚。在Redis事务中，可以保证多个命令的原子性操作，从而避免了数据错误的发生。

在Redis事务中，最基本的是开启一个Redis事务的BEGIN指令，结束一个事务的END指令，回滚一次事务的ROLLBACK指令和提交一次事务的COMMIT指令。Redis使用MULTI命令启动一个事务，这里是一个简单的例子：

MULTI
SET key1 "value1"
SET key2 "value2"
EXEC

在这个例子中，MULTI命令表示开启事务，会把之后的SET命令全部放在事务里面。然后使用EXEC命令提交事务，如果事务中的所有命令均执行成功，则返回一个执行结果。如果有任意一个命令执行失败，则整个事务都会回滚。

二、使用Redis缓存构建事务保证

在Redis事务中，除了原始的BEGIN、ROLLBACK、COMMIT等命令外，还有一些其他的指令，例如WATCH、UNWATCH、DISCARD以及EXEC。通过使用这些命令，可以非常方便地构建数据的事务保证机制。

Redis事务保证机制的原理基于缓存的思想。在一个事务中，将需要操作的数据缓存到内存中，使用相应的Redis命令进行修改和操作，在所有的操作完成后，再将修改后的数据缓存到Redis中。这样，可以避免因为一些错误的操作而导致数据的错误修改或者丢失，从而保证了数据的事务性。

在实际应用过程中，可以使用下面的代码来构建Redis事务保证机制：

def transaction(conn, func, *args):
    # 尝试获取锁，在获取锁的同时将其他的key打上WATCH标记
    while True:
        try:
            # 设置WATCH标记
            conn.watch('key1', 'key2', 'key3')
            # 开始事务
            pipeline = conn.pipeline()
            # 执行自定义的函数
            result = func(pipeline, *args)
            # 执行事务
            pipeline.execute()
            # 返回自定义函数的执行结果
            return result
        except redis.exceptions.WatchError:
            # 如果发现其他的客户端在修改key，则重试
            continue

在这个代码中，首先使用WATCH命令向几个需要修改的Key打上标记。如果某一客户端在修改这些Key的同时，失败了，则WATCH命令可以保证在其他客户端对这些Key进行修改之前，先获取锁。然后使用pipeline尝试执行传递的函数，如果执行成功则使用EXEC提交事务，否则使用ROLLBACK回滚事务。

三、实际场景应用

在实际应用过程中，可以通过使用Redis事务保证机制来避免数据出错，从而保证数据的一致性。例如，在购买商品的流程中，可能需要在数据库中修改用户的购买记录以及减少商品的数量。在此过程中出现错误可能会导致用户多扣款或者少扣款、商品库存出现错误等问题。因此，在操作购买流程时，使用Redis事务机制进行数据保护是非常重要的。

在购买商品流程的实际场景中，可以使用Redis作为缓存实现事务保护。代码大概是这个样子的：

def purchase_item(conn, buyer_id, item_id):
    # 构建商品key
    item = "item:%d"%(item_id)
    # 构建对应的买家key
    buyer = "buyer:%d"%(buyer_id)
    # 尝试获取锁以及打上watch标记
    conn.watch(buyer)
    # 判断是否已经购买过该商品
    if conn.sismember(buyer, item):
        # 如果已经购买过，则取消LOCK标记，并抛出异常
        conn.unwatch()
        return False
  
    item_data = conn.hgetall(item)
    if not item_data:
        # 如果商品不存在，则取消LOCK标记，并抛出异常
        conn.unwatch()
        return False

    # 尝试减少库存
    stock = item_data['stock']
    if int(stock) > 0:
        # 设置Lock标记
        conn.multi()
        conn.sadd(buyer, item)
        conn.hincrby(item, 'stock', -1)
        conn.execute()
        # 表示购买成功
        return True
    # 如果库存不足，则取消Lock标记，并抛出异常
    conn.unwatch()
    return False

在这份代码中，首先使用WATCH命令向对应的买家key打上标记并获取锁。如果买家已经购买过该商品，则取消锁定并抛出出错异常。然后使用HGETALL命令获取商品的信息，并尝试减少对应商品的库存，如果库存足够则将购买信息加入到买家的购买集合中，并将商品的库存相应减少。最后使用MULTI和EXEC命令完成事务的操作过程。

四、结论

通过上述的介绍，我们可以发现在Redis中使用事务保证机制可以极大地提高数据的安全性和完整性。在处理大量数据写入和读取的场景中，使用Redis事务保证和缓存可以有效提高数据的性能和可靠性。在实际业务中，可以根据具体的需求构建基于Redis的事务操作，并选择合适的操作方式和缓存策略，以保证数据的一致性和可靠性。