c# 如何在高并发下保证Redis操作的原子性 Lua脚本和事务

StackExchange.Redis 的 Transaction 不保证真正原子性,本质是基于 WATCH+MULTI/EXEC 的乐观锁,冲突时 EXEC 返回 null 而非回滚;应改用 Lua 脚本通过 ScriptEvaluateAsync 实现真原子性,脚本须纯操作 Redis 且参数经 KEYS/ARGV 传入。

c# 如何在高并发下保证redis操作的原子性 lua脚本和事务

Redis 在 C# 高并发下原子性失效的典型表现

直接说结论:StackExchange.RedisTransactionIDatabase.CreateTransaction())在 Redis 服务端**不保证真正原子性**——它底层是基于 WATCH + MULTI/EXEC 实现的乐观锁,一旦被监控的 key 在事务执行前被其他客户端修改,整个 EXEC 就会返回 null,事务失败。这不是“回滚”,而是“放弃执行”。很多 C# 开发者误以为 transaction.ExecuteAsync() 成功就等于原子完成,结果在压测时出现数据错乱。

用 Lua 脚本替代 Transaction 实现真原子性

Lua 脚本在 Redis 中是单线程原子执行的,只要脚本逻辑正确,无论多少并发调用,Redis 都不会中断或交错执行。C# 中通过 IDatabase.ScriptEvaluateAsync() 提交脚本即可。

常见错误:把复杂业务逻辑全塞进 Lua,导致脚本过长、难以调试、阻塞 Redis 主线程;或在 Lua 里做 HTTP 请求、时间计算等非纯 Redis 操作——这些在 Lua 中根本不可行。

  • 脚本必须只操作 Redis 数据结构,所有输入参数通过 KEYSARGV 传入
  • C# 调用时,KEYS 传的是 key 名列表(如 new[] { "user:1001", "balance:1001" }),ARGV 传字符串参数(数字也要转成 string)
  • 避免在 Lua 中用 redis.call("GET", ...) 多次读取再判断——应改用 redis.call("HGET", ...) 或管道化操作减少往返
string luaScript = @"
local balance = tonumber(redis.call('HGET', KEYS[1], 'balance'))
if not balance or balance < tonumber(ARGV[1]) then
    return 0
end
redis.call('HINCRBYFLOAT', KEYS[1], 'balance', '-' .. ARGV[1])
redis.call('LPUSH', KEYS[2], ARGV[2])
return 1
";

var result = await db.ScriptEvaluateAsync( luaScript, new RedisKey[] { "user:1001", "user:1001:history" }, new RedisValue[] { "99.5", "deduct_20240520_abc" });

StackExchange.Redis Transaction 的适用边界

事务不是不能用,而是得清楚它只适合「低冲突、高成功率」场景,比如批量写入互不干扰的 key,或配合业务层重试逻辑。

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  • transaction.StringSetAsync("k1", "v1")transaction.HashSetAsync("k2", hashEntries) 混用时,如果其中一个失败(如 key 类型不匹配),整个 EXEC 仍可能成功返回部分结果——因为 Redis 不校验命令间依赖
  • WATCH 的 key 必须和事务中操作的 key 完全一致,大小写、前缀都不能差;watch 多个 key 时,任一被改都会导致失败
  • 事务内不能跨数据库(SELECT),StackExchange.Redis 默认只连一个 database,所以这点影响不大

性能与可维护性的实际权衡点

Lua 脚本快且原子,但调试困难、上线需重新加载(SCRIPT LOAD)、版本管理麻烦;Transaction 更易读易测,但需要业务层处理 ExecuteAsync() 返回 false 的情况并重试。

真实建议:

  • 扣款、库存预占这类强一致性要求的操作,必须用 Lua
  • 日志记录、状态标记等幂等写入,可用 Transaction + 最多重试 2 次
  • 不要在 Lua 脚本里解析 JSON 或做浮点精度运算——Redis 的 Lua 不支持 math.roundtonumber("1.01") 可能丢失精度,要用 redis.call("HINCRBYFLOAT") 这类原生命令

最常被忽略的一点:Lua 脚本的 SHA1 值会被 Redis 缓存,但 ScriptEvaluateAsync 每次都发完整脚本。高频调用时,应先用 ScriptLoadAsync 缓存,再用 ScriptEvaluateShaAsync 执行,否则网络和解析开销不小。

https://www.php.cn/faq/1976590.html

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