一文了解：Redis事務

2019 年 10 月 3 日
筆記

Redis事務

事務提供了一種"將多個命令打包，一次性提交並按順序執行"的機制，提交後在事務執行中不會中斷。只有在執行完所有命令後才會繼續執行來自其他客戶的消息。

Redis中的使用

Redis通過multi，exec，discard，watch實現事務功能。

multi：開始事務
exec：提交事務並執行
discard：取消事務
watch：事務開始之前監視任意數量的鍵

> multi  OK  > set bookName "Redis"  QUEUED  > get bookName  QUEUED  > sadd tag "Redis" "New Book"  QUEUED  > smembers tag  QUEUED  > exec  1) OK  2) "Redis"  3) (integer) 2  4) 1) "Redis"     2) "New Book"

開始事務

> multi  OK

這個命令將Redis_multi選項打開，讓客戶端從非事務狀態變為事務狀態

命令入隊

> set bookName "Redis"  QUEUED  > get bookName  QUEUED  > sadd tag "Redis" "New Book"  QUEUED  > smembers tag  QUEUED

在事務狀態中，Redis命令並不是立即執行的，而是進入一個先進先出的事務隊列。QUEUED表示這個命令已經入了事務隊列。

執行事務

> exec  1) OK  2) "Redis"  3) (integer) 2  4) 1) "Redis"     2) "New Book"

當執行exec命令時，Redis根據客戶端所保存的事務隊列，以先進先出的方式執行事務隊列中的命令：最先入隊的命令最先執行，而最後入隊的命令最後執行。
當exec命令執行完畢時，Redis會將結果保存到一個回復隊列，並將回復隊列返回給客戶端。客戶端從事務狀態退出，一個事務執行完畢。

discard命令

> multi  OK  > set author "lisi"  QUEUED  > discard  OK  > get author  (nil)

discard取消一個事務的命令，表示這個事務被取消。客戶端從事務狀態退出，回到非事務狀態，Redis_multi選項關閉。

watch命令

# Redis客戶端1  > watch letter  OK  > multi  OK  > set letter a  QUEUED  > exec  (nil)      # Redis客戶端2  > set letter b  OK    # Redis客戶端1  > get letter  "b"

設置監控letter鍵，客戶端1進入事務，設置letter的value為a，未提交事務。客戶端2設置letter的value為b。回到客戶端1提交事務返回的結果為nil，調用get命令得到letter為b。這說明當letter鍵在其他客戶端改變後，事務被取消了，不會被執行，返回失敗。

watch命令在事務開始之前監視任意數量的鍵：當調用exce命令執行事務時，如果任意一個被監視的鍵已經被其他客戶端修改了，那麼整個事務不再執行，直接返回失敗。

事務異常

命令錯誤

> set letter ac  QUEUED  > get letter ac  (error) ERR wrong number of arguments for 'get' command  > exec  (error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.

事務中命令異常屬於語法錯誤，將導致事務無法執行。

運行時異常

> multi  OK  > lpush books "Redis"  QUEUED  > incr books  QUEUED  > lpush books "Python"  QUEUED  > lrange books 0 -1  QUEUED  > exec  1) (integer) 1  2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value  3) (integer) 2  4) 1) "Python"     2) "Redis"

上面的例子是事務執行到中間遇到失敗了，因為不能對一個字符串進行incr命令，事務在遇到命令執行失敗後，後續的命令還繼續執行，所以books的值能繼續得到設置。這種異常只有程序員在代碼中避免。

事務的ACID

原子性

原子意味着要麼一起成功執行，要麼一起失敗回滾。Redis提供的所有API都是原子操作。那麼Redis事務只要保證在一批操作中保證原子性，但是在運行時異常中，在一個事務中一個命令出現異常，其他命令還是會繼續執行，事務沒有回滾機制，所以Redis事務是不保證原子性的。

一致性

事務異常

如果命令錯誤事務無法執行，如果是運行時異常，Redis會將錯誤包含在返回結果中，並不影響後續執行，所以事務是一致性的。

Redis進程被終結

在純內存模式下，Redis沒有做持久化，重啟之後數據庫是空白的，所以是事務一致性的。

在RDB模式下，事務並不會在中途執行保存RDB文件的工作，只有在事務執行完後，RDB工作才可能會開始。所以在事務執行過程中Redis進程被殺死，不管成功多少都不會保存到RDB文件中，所以是一致性的。

在AOF模式下，事務部分語句被寫入AOF文件並保存成功，不完整的事務被保存到了AOF文件，當重啟Redis時，檢查AOF文件不完整，Redis退出並報錯。需要把這段不完整的事務刪除後才能重啟成功，所以是一致性的。

在AOF模式下，事務並未被寫入AOF文件，所以重啟後Redis數據庫是最近一次成功保存到AOF文件中的數據。並沒有這次事務的數據，所以是以一致性的。

隔離性

Redis 是單進程程序，並且它保證在執行事務時，不會對事務進行中斷，事務可以運行直到執行完所有事務隊列中的命令為止。所以事務是帶有隔離性的。

持久性

在純內存模式下，事務肯定不是持續性的。

在RDB模式下，服務器可能在事務執行之後、RDB文件更新之前的這段時間失敗，所以 RDB模式下的事務也是不持久的。

在AOF模式下，將命令添加到AOF文件中，但是對文件進行寫入並不會馬上寫到磁盤上，而是先存儲到緩衝區。所以數據保存到磁盤上有一段非常小的時間間隔。這種模式下事務也不是持久的。

結語

本人深知水平有限，歡迎指正本文錯誤之處。

參考資料

《Redis 設計與實現》

《Redis 開發與運維》

《Redis 深度歷險：核心原理與應用實踐》

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