redis-操作带过期时间的key需保证操作的原子性

问题：
先执行get获取值，判断符合条件再执行incr、decr操作。在临界缓存失效的情况下，会默认赋值当前key为永不过期的0，再执行加减法，导致程序异常。

推荐解决方案：
1、限制接口频率：先incr，执行后值为1，说明是第一次执行，需要额外设置过期时间，再判断是否超过当前接口频率限制（注意上述步骤不可调换顺序）

2、使用lua脚本完整提交一次操作，脚本中的key可以保证一致。以加减库存为例，先查询key存在的情况下，再进行库存变更，如果不存在无需处理，等待下次缓存加载即为最新的值

问题描述

场景1：我们缓存了一个商品的库存，过期时间为5分钟，根据用户的购买和取消执行 incr、decr 操作。代码通常会这样来编写：

		// 库存存在则加一
        if(redisService.get(prefix, key, Integer.class) != null){
            redisService.incr(prefix, key);
        }

场景2：为了接口限流，我们可以通过redis简单实现：

        // 首先获取当前访问频次
		Integer count = redisService.get(prefix, key, Integer.class);
        // 如果频次为空，则设置访问次数为1
		if (count == null) {
            redisService.set(prefix, key, 1);
        } else if (count < checkFrequencyCount) {
            // 如果频次小于限制，则设置访问次数加1
            redisService.incr(prefix, key);
        } else {
			// 如果频次超过限制，则限流
            throw new AppException("访问频次过高，请稍候再试");
        }

两种场景编码看似都没有问题，但实际运行中却发现redis中有一些key变成了永不过期的key，而且值不正确。

原因是: 因为redis的incr操作,当key不存在时, 会生成这个key并将值初始化为0, 并且默认设置key的有效时间为永久。

解决方案

方案1.优化Java代码，例如场景2，然后我们根据过期时间判断和根据value值判断可分为两种优化策略。

1.不论这个key是否存在都先加一,然后判断其过期时间是否为永不过期，如果是永不过期则说明是新生成的key，给它设置过期时间即可，如果非永不过期则无需操作。最后再判断一下是否值已经大于访问频次了，是则限流。

		long count = redisService.incr(prefix, key);
        long expire = redisService.ttl(prefix, key);
        if (expire == -1) {
            redisService.setExpire(prefix, key, accessExpireSecond);
        }
        // 判断必须放在后面，否则key没有过期时间永远无法清除
        if (count > checkFrequencyCount) {
            throw new AppException("访问频次过高，请稍候再试");
        }

2.不论这个key是否存在都先加一,然后判断其值是否为1，如果是1则说明是新生成的key，给它设置过期时间即可，如果非1则无需操作。最后再判断一下是否值已经大于访问频次了，是则限流。

		long count = redisService.incr(prefix, key);
        long expire = redisService.ttl(prefix, key);
        if (count == 1L) {
            redisService.setExpire(prefix, key, accessExpireSecond);
        }
        // 判断必须放在后面，否则key没有过期时间永远无法清除
        if (count > checkFrequencyCount) {
            throw new AppException("访问频次过高，请稍候再试");
        }

方案2.使用lua脚本执行，一次提交保证原子性。例如场景1，key存在则执行加减操作。

脚本updateStore.lua

--- 获取key
local key = KEYS[1]
--- 获取参数:incr、decr
local action = ARGV[1]
--- 如果key存在，再执行增加或减少的操作
if redis.call('exists', key) == 1 then
    redis.call(action, key)
    return 1
end

配置类LuaConfiguration.java

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.core.io.ClassPathResource;
import org.springframework.data.redis.core.script.DefaultRedisScript;
import org.springframework.scripting.support.ResourceScriptSource;

@Configuration
public class LuaConfiguration {
    @Bean(name = "update")
    public DefaultRedisScript<Boolean> redisScript() {
        DefaultRedisScript<Boolean> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
        redisScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("luascript/updateStore.lua")));
        redisScript.setResultType(Boolean.class);
        return redisScript;
    }
}

使用方法:

    @Resource(name = "update")
    private DefaultRedisScript<Boolean> redisScript;
    @Resource
    private StringRedisTemplate stringRedisTemplate;
	// 执行脚本并传参
	Boolean result = stringRedisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList(stockPrefix.getPrefix() + key), "incr");