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Redis顺序执行到底咋实现,有啥靠谱建议和坑要注意

关于Redis如何实现顺序执行,以及其中的门道和需要注意的坑,咱们直接聊透,首先得明确一点,Redis的核心是单线程的(这里主要指处理命令的核心网络模块),这是它实现顺序执行的根本原因,你可以把Redis想象成一个只有一个收银台的超市,不管来了多少顾客(客户端),所有的结账请求(命令)都必须在这个收银台前排成一队,一个一个来,这种设计天然就保证了命令的绝对顺序性,先来的命令先被处理,后来的命令必须等着,这就是Redis顺序执行的基本原理,简单粗暴但极其有效。(来源:Redis官方文档对单线程模型的阐述)

Redis顺序执行到底咋实现,有啥靠谱建议和坑要注意

我们平时开发中说的“顺序执行”需求,往往比这个更复杂,我们可能有一连串的命令(先查用户余额,然后扣款,再生成订单),我们必须确保这一连串命令在执行过程中,不会被其他客户端的命令插队,导致数据错乱,这时候,仅仅依靠Redis的单线程特性就不够了,因为你无法保证在你执行“查余额”和“扣款”这两个命令的间隙,没有另一个客户端也来执行“查余额”并“扣款”,这就会导致经典的“超卖”问题。

Redis顺序执行到底咋实现,有啥靠谱建议和坑要注意

实现我们业务上需要的“顺序执行”(即原子性的一系列操作),主要靠以下两种核心机制:

Redis顺序执行到底咋实现,有啥靠谱建议和坑要注意

第一,使用Redis事务(Transaction)。 Redis的事务不是我们传统关系型数据库里那种严格的事务(没有回滚能力),它通过 MULTI, EXEC, DISCARD, WATCH 这几个命令来实现。

  • 怎么用:你用 MULTI 命令开启一个事务,然后把你要顺序执行的一系列命令一个个排着队发出去,这时候Redis不会立即执行这些命令,而是把它们缓存在一个队列里,等你最后发送 EXEC 命令时,Redis会一口气、按顺序地执行队列里的所有命令,在这个过程中,不会有其他客户端的命令被插进来。
  • 关键点:事务能保证的是执行时的顺序和隔离性,即一批命令打包一起执行,不会被中断,但它不保证原子性——意思是,如果事务中某个命令出错了(比如对字符串执行了列表的命令),它不会自动回滚前面已经执行成功的命令,后面的命令也会继续执行,这是和MySQL事务最大的不同,是个大坑。(来源:Redis命令参考文档对MULTI/EXEC的解释)
  • 高级技巧——WATCH:这是解决上面提到的“超卖”问题的利器,你可以在 MULTI 之前,用 WATCH 命令监视一个或多个键(比如用户余额的key),如果在你的 MULTI 开始后、EXEC 执行前,有其他客户端修改了你WATCH的键,那么当你执行 EXEC 时,整个事务会被取消,返回nil,这样你就可以在程序里判断,如果事务失败了,就重试整个逻辑(比如重新查余额、计算、再发起事务),这其实就是一种乐观锁的实现,这是实现复杂顺序业务逻辑时必须要掌握的。(来源:Redis命令参考文档对WATCH的解释)

第二,使用Lua脚本。 这是更强大、更推荐的实现复杂顺序执行的方式,你可以把一整段业务逻辑用Lua语言写成一个脚本,然后一次性发送给Redis服务器。

  • 怎么用:通过 EVALSCRIPT LOAD + EVALSHA 命令来执行Lua脚本。
  • 为什么它更靠谱
    1. 绝对的原子性:整个Lua脚本在执行时,会被Redis当作一个单命令来处理,这意味着脚本在执行过程中,不会有任何其他命令被执行,脚本内的所有操作要么全部成功,要么全部失败(如果中途出错,之前执行的操作也会被回滚),这比事务的原子性要强。
    2. 减少网络开销:你把多个命令写在一个脚本里,只需要一次网络通信,大大提升了性能。
    3. 避免WATCH-MULTI-EXEC的复杂性:很多用事务+WATCH才能实现的逻辑,用Lua脚本可以更简单直接地写出来,因为脚本内部访问的数据在执行期间天然就是被“锁住”的。
  • 注意坑
    • 脚本不能太耗时:因为Redis是单线程,如果你的Lua脚本写得非常复杂,执行时间很长(比如里面用了循环处理大量数据),就会导致整个Redis服务器被阻塞,所有其他请求都得等着,这是致命的,所以Lua脚本一定要轻量、快速。(来源:Redis官方文档对Lua脚本的警告)
    • 不要写有副作用的代码:Lua脚本里应该只进行与Redis数据相关的操作,不要在里面执行随机数生成(除非用Redis提供的函数)或调用外部系统等不确定的操作,因为Redis支持脚本的持久化和主从复制,这些副作用操作会导致数据不一致。

总结一下靠谱建议和要避的坑:

  1. 简单顺序性:如果只是几个命令要一起发,不关心中间被干扰,用 MULTI/EXEC 事务管道就够了,能省网络往返时间。
  2. 需要原子性+防干扰:如果业务逻辑是一组命令,且需要保证这组命令执行期间数据不被别人修改(如扣库存、秒杀),优先使用Lua脚本,它更简单、更原子、性能更好。
  3. 事务的坑:牢记Redis事务没有回滚,用WATCH时,要做好事务失败重试的逻辑。
  4. Lua脚本的坑:严防死守脚本的性能问题,绝对避免慢脚本,脚本应像单一命令一样快速执行完毕。
  5. 管道(Pipeline)别搞混:Pipeline只是一种客户端技术,它把多个命令打包一起发送给服务器,减少网络延迟,但服务器执行这些命令时,还是可能会被其他客户端的命令插队,它不能保证顺序和原子性,只能提升批量操作的效率,别指望用Pipeline来实现事务的功能。
  6. 分布式锁是另一条路:对于超复杂的、可能涉及多个Redis操作甚至外部操作的业务逻辑,Lua脚本也显得力不从心时,可以考虑使用分布式锁(比如用Redisson库),先锁住一个资源,然后执行你的业务代码,最后释放锁,但这会引入锁的开销和死锁的风险,一般作为最后的选择。

归根结底,选择哪种方式,取决于你的业务场景对“顺序执行”的严格程度,理解了单线程模型是基础,然后根据需求在事务的轻量和Lua脚本的原子性之间做权衡,并时刻警惕它们各自带来的性能陷阱。