3. Redis 高级特性：事务、Pipeline、Lua脚本、发布订阅与Stream

在削峰与缓存一致性场景中，仅靠基础读写操作无法应对高并发下的原子性、批量吞吐与消息解耦需求。Redis 提供的事务、Pipeline、Lua 脚本、发布订阅及 Stream 五大高级特性，分别从原子执行、批量加速、逻辑下沉、实时通知与可靠消息五个维度补全了缓存系统的能力。本章逐一剖析其原理、适用边界与实战陷阱。

3.1 Redis 事务：乐观锁与原子队列

Redis 事务通过 MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH 四个命令实现。与传统关系型数据库不同，Redis 事务不支持回滚，但保证队列中的命令连续、隔离执行。

// 使用 WATCH 实现乐观锁扣减库存
WATCH stock:1001
stock = GET stock:1001
if stock > 0
    MULTI
    DECR stock:1001
    EXEC
else
    DISCARD

3.2 Pipeline 管道：批量网络优化

Pipeline 将多条命令打包一次性发送给 Redis 服务端，再一次性读取所有响应。在削峰场景中，Pipeline 能显著降低 RTT（往返时延）对吞吐的影响。

• 适用场景：批量写入缓存、批量删除缓存键、批量读取不依赖中间结果的数据。
• 不适用场景：命令之间存在前后依赖（如先 SET 再 GET 该值），此时必须使用 Lua 脚本保证原子性。
• 注意事项：Pipeline 打包的命令数不宜过大（建议 50～200 条/批），否则会阻塞客户端或服务端缓冲区。

// Java Jedis Pipeline 示例
Pipeline pipeline = jedis.pipelined();
for (String key : keysToDelete) {
    pipeline.del(key);
}
pipeline.sync(); // 一次性发送并接收结果

3.3 Lua 脚本：原子逻辑下沉

Redis 内嵌 Lua 5.1 解释器，允许将多个命令封装为一个脚本原子执行。脚本执行期间不会插入其他命令，天然具备事务性，且支持复杂逻辑判断。

-- Lua 脚本：扣减库存并记录扣减日志
local stock = redis.call('GET', KEYS[1])
if not stock or tonumber(stock) < tonumber(ARGV[1]) then
    return 0  -- 库存不足
end
redis.call('DECRBY', KEYS[1], ARGV[1])
redis.call('LPUSH', KEYS[2], ARGV[2])  -- 记录日志
return 1

3.4 发布订阅（Pub/Sub）：实时消息通知

Redis 发布订阅模式基于频道实现：发布者向频道发送消息，所有订阅该频道的消费者实时接收。在缓存一致性中，常用于缓存失效通知和配置动态刷新。

• 核心命令：PUBLISH channel message、SUBSCRIBE channel、UNSUBSCRIBE channel。
• 特点：消息即发即失，不持久化；消费者离线则丢失消息。
• 适用场景：实时性要求高、允许少量丢失的广播通知（如缓存预热信号、限流阈值变更）。
• 不适用场景：需要可靠投递、消息回溯的场景。

3.5 Redis Stream：持久化消息队列

Redis 5.0 引入的 Stream 数据类型，提供了持久化、消费者组、消息确认（ACK）等完整消息队列能力，是 Pub/Sub 的升级替代方案。

# 创建消费者组
XGROUP CREATE mystream mygroup $ MKSTREAM

# 消费者读取未确认消息
XREADGROUP GROUP mygroup consumer1 BLOCK 5000 COUNT 10 STREAMS mystream >

# 处理完成后确认消息
XACK mystream mygroup 1634829200000-0

3.6 特性选型对比