Redis 事務(wù)簡介

Redis 只是提供了簡單的事務(wù)功能。其本質(zhì)是一組命令的集合，事務(wù)支持一次執(zhí)行多個命令，在事務(wù)執(zhí)行過程中，會順序執(zhí)行隊(duì)列中的命令，其他客戶端提交的命令請求不會插入到本事務(wù)執(zhí)行命令序列中。命令的執(zhí)行過程是順序執(zhí)行的，但不能保證原子性。無法像 MySQL 那樣，有隔離級別，出了問題之后還能回滾數(shù)據(jù)等高級操作。后面會詳細(xì)分析。

Redis 事務(wù)基本指令

Redis 提供了如下幾個事務(wù)相關(guān)的基礎(chǔ)指令。

MULTI開啟事務(wù)，Redis 會將后續(xù)命令加到隊(duì)列中，而不真正執(zhí)行它們，直到后續(xù)使用EXEC來原子化的順序執(zhí)行這些命令 EXEC執(zhí)行所有事務(wù)塊內(nèi)的命令 DISCARD取消事務(wù)，放棄執(zhí)行事務(wù)塊內(nèi)所有的命令 WATCH監(jiān)視一個或多個 key，若事務(wù)在執(zhí)行前，這些 key 被其他命令修改，則事務(wù)被終端，不會執(zhí)行事務(wù)中的任何命令 UNWATCH取消 WATCH命令對所有 keys 的監(jiān)視

一般情況下，一個簡單的 Redis 事務(wù)主要分為如下幾個部分：

執(zhí)行命令MULTI開啟一個事務(wù)。 開啟事務(wù)之后，執(zhí)行命令的多個命令會依次被放入一個隊(duì)列，放入成功則會返回QUEUED消息。 執(zhí)行命令EXEC提交事務(wù)，Redis 會依次執(zhí)行隊(duì)列中的命令，并依次返回所有命令的結(jié)果。（若想放棄提交事務(wù)，則執(zhí)行DISCARD）。

下圖簡單介紹了下 Redis 事務(wù)執(zhí)行的過程：

實(shí)例分析

下面我們來通過一些實(shí)際具體例子，來體會下 Redis 中的事務(wù)。前面我們也說到 Redis 的事務(wù)不是正真的事務(wù)，是無法完全滿足標(biāo)準(zhǔn)事務(wù)的ACID特性的。通過下面的例子，我們來看看，Redis 的“破產(chǎn)版”事務(wù)到底存在什么問題。

[A]正常執(zhí)行提交

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SET b 2
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) OK
127.0.0.1:6379> GET a
"1"
127.0.0.1:6379> GET b
"2"

開啟事務(wù)后，提交的命令都會加入隊(duì)列（QUEUED），執(zhí)行 EXEC 后會逐步執(zhí)行命令并返回結(jié)果。這個看起來是不是和我們平時使用 MySQL 的事務(wù)操作相似，類似 start transaction 和 commit。

[B]正常取消事務(wù)

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SET b 2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD
OK
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> GET a
(nil)
127.0.0.1:6379> GET b
(nil)

開啟事務(wù)后，若不想繼續(xù)事務(wù)，使用 DISCARD 取消，前面提交的命令并不會真正執(zhí)行，相關(guān)的 key 值不變。這個看起來也和 MySQL 的事務(wù)相似，類似 start transaction 和 rollback。

[C]WATCH 監(jiān)視 key

-- 線程 1 中執(zhí)行
127.0.0.1:6379> del a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get a
(nil)
127.0.0.1:6379> SET a 0
OK
127.0.0.1:6379> WATCH a
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
----------------------------------------- 線程 2 中執(zhí)行
----------------------------------------- 127.0.0.1:6379> SET a 2
----------------------------------------- OK
127.0.0.1:6379> EXEC
(nil)
127.0.0.1:6379> GET a
"2"

在開啟事務(wù)之前 WATCH 了 a 的值，隨后再開啟事務(wù)。在另一個線程中設(shè)置了 a 的值（SET a 2），然后再 EXEC 執(zhí)行事務(wù)，結(jié)果為 nil，
說明事務(wù)沒有被執(zhí)行。因?yàn)?a 的值在 WATCH 之后發(fā)生了變化，所以事務(wù)被取消了。

需要注意的是，這里和開啟事務(wù)的時間點(diǎn)沒有關(guān)系，與 MULTI 和另一個線程設(shè)置 a 的值的先后沒有關(guān)系。只要是在 WATCH 之后發(fā)生了變化。無論事務(wù)是否已經(jīng)開啟，執(zhí)行事務(wù)（EXEC）的時候都會取消。
普通情況下，在執(zhí)行 EXEC 和 DISCARD 命令時，都會默認(rèn)執(zhí)行 UNWATCH。

[D]語法錯誤

127.0.0.1:6379> SET a 1
OK
127.0.0.1:6379> SET b 2
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> SETS b 22
(error) ERR unknown command 'SETS'
127.0.0.1:6379> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> GET a
"1"
127.0.0.1:6379> GET b
"2"

當(dāng) Redis 開啟一個事務(wù)后，若添加的命令中有語法錯誤，會導(dǎo)致事務(wù)提交失敗。這種情況下事務(wù)隊(duì)列中的命令都不會被執(zhí)行。如上面例子中 a 和 b 的值都是原有的值。
這類在 EXEC 之前產(chǎn)生的錯誤，如命令名稱錯誤，命令參數(shù)錯誤等，會在 EXEC 執(zhí)行之前被檢測出來，所以在發(fā)生這些錯誤的時候，事務(wù)會被取消，事務(wù)中的所有命令都不會執(zhí)行。（這種情況看起來是不是有點(diǎn)像回滾了）

[E]運(yùn)行時錯誤

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SET b hello
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCR b
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) OK
3) (error) ERR value is not an integer or out of range
127.0.0.1:6379> GET a
"1"
127.0.0.1:6379> GET b
"hello"

當(dāng) Redis 開啟一個事務(wù)后，添加的命令沒有出現(xiàn)前面說的語法錯誤，但是在運(yùn)行時檢測到了類型錯誤，導(dǎo)致事務(wù)最提交失?。ㄕf未完全成功可能更準(zhǔn)確點(diǎn)）。此時事務(wù)并不會回滾，而是跳過錯誤命令繼續(xù)執(zhí)行。
如上面的例子，未報(bào)錯的命令值已經(jīng)修改，a 被設(shè)置成了 1，b 被設(shè)置為了 hello，但是報(bào)錯的值未被修改，即 INCR b 類型錯誤，并未執(zhí)行，b 的值也沒有被再更新。

Redis 事務(wù)與 ACID

通過上面的例子，我們已經(jīng)知道 Redis 的事務(wù)和我們通常接觸的 MySQL 等關(guān)系數(shù)據(jù)庫的事務(wù)還有有一定差異的。它不保證原子性。同時 Redis 事務(wù)也沒有事務(wù)隔離級別的概念。下面我們來具體看下 Redis 在 ACID 四個特性中，那些是滿足的，那些是不滿足的。
事務(wù)執(zhí)行可以分為命令入隊(duì)（EXEC 執(zhí)行前）和命令實(shí)際執(zhí)行（EXEC 執(zhí)行之后）兩個階段。下面我們在分析的時候，很多時候都會分這兩種情況來分析。

原子性（A）

上面的實(shí)例分析中，[A]，[B]，[C]三種正常的情況，我們可以很明顯的看出，是保證了原子性的。
但是一些異常情況下，是不滿足原子性的。

如 [D] 所示的情況，客戶端發(fā)送的命令有語法錯誤，在命令入隊(duì)列時 Redis 就判斷出來了。等到執(zhí)行 EXEC 命令時，Redis 就會拒絕執(zhí)行所有提交的命令，返回事務(wù)失敗的結(jié)果。此種情況下，事務(wù)中的所有命令都不會被執(zhí)行了，是保證了原子性的。 如 [E] 所示的情況，事務(wù)操作入隊(duì)時，命令和操作類型不匹配，此時 Redis 沒有檢查出錯誤（這類錯誤是運(yùn)行時錯誤）。等到執(zhí)行 EXEC 命令后，Redis 實(shí)際執(zhí)行這些命令操作時，就會報(bào)錯。需要注意的是，雖然 Redis 會對錯誤的命令報(bào)錯不執(zhí)行，但是其余正確的命令會依次執(zhí)行完。此種情況下，是無法保證原子性的。 在執(zhí)行事務(wù)的 EXEC 命令時，Redis 實(shí)例發(fā)生了故障，導(dǎo)致事務(wù)執(zhí)行失敗。此時，如果開啟了 AOF 日志，那么只會有部分事務(wù)操作被記錄到 AOF 日志中。使用redis-check-aof工具檢測 AOF 日志文件，可以把未完成的事務(wù)操作從 AOF 文件中去除。這樣一來，使用 AOF 文件恢復(fù)實(shí)例后，事務(wù)操作不會被再執(zhí)行，從而保證了原子性。若使用的 RDB 模式，最新的 RDB 快照是在 EXEC 執(zhí)行之前生成的，使用快照恢復(fù)之后，事務(wù)中的命令也都沒有執(zhí)行，從而保證了原子性。若 Redis 沒有開啟持久化，則重啟后內(nèi)存中的數(shù)據(jù)全部丟失，也就談不上原子性了。 一致性（C）

一致性指的是事務(wù)執(zhí)行前后，數(shù)據(jù)符合數(shù)據(jù)庫的定義和要求。這點(diǎn)在 Redis 事務(wù)中是滿足的，不論是發(fā)生語法錯誤還是運(yùn)行時錯誤，錯誤的命令均不會被執(zhí)行。

EXEC 執(zhí)行之前，入隊(duì)報(bào)錯（實(shí)例分析中的語法錯誤）

事務(wù)會放棄執(zhí)行，故可以保證一致性。

EXEC 執(zhí)行之后，實(shí)際執(zhí)行時報(bào)錯（實(shí)例分析中的運(yùn)行時錯誤）

錯誤的命令不會被執(zhí)行，正確的命令被執(zhí)行，一致性可以保證。

EXEC 執(zhí)行時，實(shí)例宕機(jī)

若 Redis 沒有開啟持久化，實(shí)例宕機(jī)重啟后，數(shù)據(jù)都沒有了，數(shù)據(jù)是一致的。
若配置了 RDB 方式，RDB 快照不會在事務(wù)執(zhí)行時執(zhí)行。所以，若事務(wù)執(zhí)行到一半，實(shí)例發(fā)生了故障，此時上一次 RDB 快照中不會包含事務(wù)所做的修改，而下一次 RDB 快照還沒有執(zhí)行，實(shí)例重啟后，事務(wù)修改的數(shù)據(jù)會丟失，數(shù)據(jù)是一致的。若事務(wù)已經(jīng)完成，但新一次的 RDB 快照還沒有生成，那事務(wù)修改的數(shù)據(jù)也會丟失，數(shù)據(jù)也是一致的。
若配置了 AOF 方式。當(dāng)事務(wù)操作還沒被記錄到 AOF 日志時，實(shí)例就發(fā)生故障了，使用 AOF 日志恢復(fù)后數(shù)據(jù)是一致的。若事務(wù)中的只有部分操作被記錄到 AOF 日志，可以使用 redis-check-aof清除事務(wù)中已經(jīng)完成的操作，數(shù)據(jù)庫恢復(fù)后數(shù)據(jù)也是一致的。

隔離性（I） 并發(fā)操作在 EXEC 執(zhí)行前，隔離性需要通過 WATCH 機(jī)制來保證 并發(fā)操作在 EXEC 命令之后，隔離性可以保證

情況 a 可以參考前面的實(shí)例分析 WATCH 命令的使用。
情況 b，由于 Redis 是單線程執(zhí)行命令，EXEC 命令執(zhí)行后，Redis 會保證先把事務(wù)隊(duì)列中的所有命令執(zhí)行完之后再執(zhí)行之后的命令。

持久性（D）

若 Redis 沒有開啟持久化，那么就是所有數(shù)據(jù)都存儲在內(nèi)存中，一旦重啟，數(shù)據(jù)就會丟失，因此此時事務(wù)的持久性是肯定無法得到保證的。
若 Redis 開啟了持久化，當(dāng)實(shí)例宕機(jī)重啟，還是會有可能丟失數(shù)據(jù)，因此也并能完全保證持久性。
因此，我們可以說 Redis 事務(wù)無法一定保證持久性，僅在特殊的情況下，可以保證持久性。

關(guān)于 Redis 在開啟持久化之后，為啥還會丟失數(shù)據(jù)，筆者會單獨(dú)整理一篇 Redis 持久化與主從相關(guān)的文章來介紹，此處簡單說下。
如果配置了 RDB 模式，在一個事務(wù)執(zhí)行后，下一次 RDB 快照還未執(zhí)行前，Redis 實(shí)例發(fā)生了宕機(jī)，數(shù)據(jù)就會丟失、
如果配置了 AOF 模式，而 AOF 模式的三種配置選項(xiàng) no，everysec，always 也都可能會產(chǎn)生數(shù)據(jù)丟失的情況。

總結(jié)一下，Redis 事務(wù)對 ACID 的支持情況：

具備一定的原子性，但不支持回滾 滿足一致性 滿足隔離性 無法保證持久性 Redis 事務(wù)為什么不支持回滾

看一下官網(wǎng)的的說明：

What about rollbacks?
Redis does not support rollbacks of transactions since supporting rollbacks would have a significant impact on the simplicity and performance of Redis.

大部分需要事務(wù)回滾的情況是程序錯誤導(dǎo)致的，這種情況一般是開發(fā)環(huán)境，生產(chǎn)環(huán)境不應(yīng)該出現(xiàn)這種錯誤。
對于邏輯錯誤，例如應(yīng)該加 1，結(jié)果寫成了加 2，這種情況無法通過回滾來解決。
Redis 追求的是簡單高效，而傳統(tǒng)事務(wù)的實(shí)現(xiàn)相對復(fù)雜很多，這和 Redis 的設(shè)計(jì)思想是違背的。當(dāng)我們享受 Redis 的快速時，也就無法再要求它更多。

總結(jié)

本文主要介紹了 Redis 事務(wù)的基礎(chǔ)指令與執(zhí)行流程，并分析了其對傳統(tǒng) ACID 特性支持的情況，相信大家對 Redis 事務(wù)已經(jīng)有了一個簡單的了解。
通過上面的介紹，會發(fā)現(xiàn) Redis 的事務(wù)似乎有點(diǎn)雞肋，確實(shí)實(shí)際中也很少會使用。至于事務(wù)的具體實(shí)現(xiàn)，筆者后續(xù)文章會結(jié)合源碼進(jìn)行分析。今天的文章就到這里，下期我們接著學(xué)。

到此這篇關(guān)于一篇文章帶你徹底搞懂Redis 事務(wù)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis 事務(wù)內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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