Watch机制是Redis提供的一种乐观锁的实现方式，它允许客户端在执行写操作之前监视特定的键。如果在监视的键发生变化（即被其他客户端修改）时，当前的事务会被打断。通过这种机制，Redis能够实现对数据的并发控制，避免数据的竞争条件。

Watch机制的应用场景

在高并发环境下，我们可以通过Watch机制来确保商品库存的准确性，在多个线程或客户端并发修改用户余额时，我们也可以通过Watch机制来确保余额的正确性。在分布式锁场景中通过Watch机制可以防止多个客户端同时获得锁，保证了锁操作的安全性。

下面我们就来看看如何在SpringBoot中使用Watch机制。

使用场景解决思路与方案

假设有一个电商应用，用户在下单时需要检查商品库存。如果库存足够，系统将扣减库存；如果库存不足，则不进行任何操作。

我们可以使用Redis的WATCH命令监视库存的键，然后通过MULTI和EXEC命令在事务中执行库存扣减操作。如果在EXEC执行时发现库存已被其他客户端修改，则事务失败，客户端可以选择重试或返回错误信息。如下所示。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.util.concurrent.TimeUnit;

@Service
public class InventoryService {

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Integer> redisTemplate;

    public boolean purchase(String productId, int quantity) {
        String key = "inventory:" + productId;

        // 使用 Watch 监视库存键
        redisTemplate.watch(key);
        
        Integer currentStock = redisTemplate.opsForValue().get(key);
        
        if (currentStock == null || currentStock < quantity) {
            // 库存不足，返回失败
            redisTemplate.unwatch(); // 取消监视
            return false;
        }

        // 开始事务
        redisTemplate.multi();
        redisTemplate.opsForValue().set(key, currentStock - quantity); // 扣减库存

        // 提交事务
        try {
            // 执行 EXEC 命令
            redisTemplate.exec();
            return true; // 购买成功
        } catch (Exception e) {
            // 事务失败，可能是因为监视的键被修改
            return false;
        } finally {
            // 事务结束后取消监视
            redisTemplate.unwatch();
        }
    }
}

在此之前，我们需要添加Redis相关的依赖配置，如下所示。

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>redis.clients</groupId>
    <artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>

然后，需要在配置文件中添加RedisTemplate的配置，如下所示。

import org.springframework.context.annotation.Bean;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;

@Configuration
public class RedisConfig {

    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(factory);
        return template;
    }
}

总结

以上示例展示了如何在库存管理场景中应用Watch机制，开发者可以根据具体需求进行扩展和调整。Redis的Watch机制是一种有效的乐观锁机制，适用于高并发场景中数据的一致性管理。通过Spring Boot的Redis模板，我们可以方便地实现这一机制，在实际的业务中保证数据的正确性。