Redis教程(八)：事務詳解

更新時間：2015年04月30日 11:41:34 投稿：junjie

這篇文章主要介紹了Redis教程(八)：事務詳解,本文講解了,本文講解了事務概述、相關命令列表、命令使用示例、WATCH命令和基于CAS的樂觀鎖等內(nèi)容,需要的朋友可以參考下

一、概述：

和眾多其它數(shù)據(jù)庫一樣，Redis作為NoSQL數(shù)據(jù)庫也同樣提供了事務機制。在Redis中，MULTI/EXEC/DISCARD/WATCH這四個命令是我們實現(xiàn)事務的基石。相信對有關系型數(shù)據(jù)庫開發(fā)經(jīng)驗的開發(fā)者而言這一概念并不陌生，即便如此，我們還是會簡要的列出Redis中事務的實現(xiàn)特征：

1). 在事務中的所有命令都將會被串行化的順序執(zhí)行，事務執(zhí)行期間，Redis不會再為其它客戶端的請求提供任何服務，從而保證了事物中的所有命令被原子的執(zhí)行。

2). 和關系型數(shù)據(jù)庫中的事務相比，在Redis事務中如果有某一條命令執(zhí)行失敗，其后的命令仍然會被繼續(xù)執(zhí)行。
3). 我們可以通過MULTI命令開啟一個事務，有關系型數(shù)據(jù)庫開發(fā)經(jīng)驗的人可以將其理解為"BEGIN TRANSACTION"語句。在該語句之后執(zhí)行的命令都將被視為事務之內(nèi)的操作，最后我們可以通過執(zhí)行EXEC/DISCARD命令來提交/回滾該事務內(nèi)的所有操作。這兩個Redis命令可被視為等同于關系型數(shù)據(jù)庫中的COMMIT/ROLLBACK語句。

4). 在事務開啟之前，如果客戶端與服務器之間出現(xiàn)通訊故障并導致網(wǎng)絡斷開，其后所有待執(zhí)行的語句都將不會被服務器執(zhí)行。然而如果網(wǎng)絡中斷事件是發(fā)生在客戶端執(zhí)行EXEC命令之后，那么該事務中的所有命令都會被服務器執(zhí)行。

5). 當使用Append-Only模式時，Redis會通過調用系統(tǒng)函數(shù)write將該事務內(nèi)的所有寫操作在本次調用中全部寫入磁盤。然而如果在寫入的過程中出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰，如電源故障導致的宕機，那么此時也許只有部分數(shù)據(jù)被寫入到磁盤，而另外一部分數(shù)據(jù)卻已經(jīng)丟失。Redis服務器會在重新啟動時執(zhí)行一系列必要的一致性檢測，一旦發(fā)現(xiàn)類似問題，就會立即退出并給出相應的錯誤提示。此時，我們就要充分利用Redis工具包中提供的redis-check-aof工具，該工具可以幫助我們定位到數(shù)據(jù)不一致的錯誤，并將已經(jīng)寫入的部分數(shù)據(jù)進行回滾。修復之后我們就可以再次重新啟動Redis服務器了。

二、相關命令列表：

命令原型	時間復雜度	命令描述	返回值
MULTI		用于標記事務的開始，其后執(zhí)行的命令都將被存入命令隊列，直到執(zhí)行EXEC時，這些命令才會被原子的執(zhí)行。	始終返回OK
EXEC		執(zhí)行在一個事務內(nèi)命令隊列中的所有命令，同時將當前連接的狀態(tài)恢復為正常狀態(tài)，即非事務狀態(tài)。如果在事務中執(zhí)行了WATCH命令，那么只有當WATCH所監(jiān)控的Keys沒有被修改的前提下，EXEC命令才能執(zhí)行事務隊列中的所有命令，否則EXEC將放棄當前事務中的所有命令。	原子性的返回事務中各條命令的返回結果。如果在事務中使用了WATCH，一旦事務被放棄，EXEC將返回NULL-multi-bulk回復。
DISCARD		回滾事務隊列中的所有命令，同時再將當前連接的狀態(tài)恢復為正常狀態(tài)，即非事務狀態(tài)。如果WATCH命令被使用，該命令將UNWATCH所有的Keys。	始終返回OK。
WATCHkey [key ...]	O(1)	在MULTI命令執(zhí)行之前，可以指定待監(jiān)控的Keys，然而在執(zhí)行EXEC之前，如果被監(jiān)控的Keys發(fā)生修改，EXEC將放棄執(zhí)行該事務隊列中的所有命令。	始終返回OK。
UNWATCH	O(1)	取消當前事務中指定監(jiān)控的Keys，如果執(zhí)行了EXEC或DISCARD命令，則無需再手工執(zhí)行該命令了，因為在此之后，事務中所有被監(jiān)控的Keys都將自動取消。	始終返回OK。

三、命令示例：

1. 事務被正常執(zhí)行：

復制代碼代碼如下:

    #在Shell命令行下執(zhí)行Redis的客戶端工具。

    /> redis-cli

    #在當前連接上啟動一個新的事務。

    redis 127.0.0.1:6379> multi

    OK

    #執(zhí)行事務中的第一條命令，從該命令的返回結果可以看出，該命令并沒有立即執(zhí)行，而是存于事務的命令隊列。

    redis 127.0.0.1:6379> incr t1

    QUEUED

    #又執(zhí)行一個新的命令，從結果可以看出，該命令也被存于事務的命令隊列。

    redis 127.0.0.1:6379> incr t2

    QUEUED

    #執(zhí)行事務命令隊列中的所有命令，從結果可以看出，隊列中命令的結果得到返回。

    redis 127.0.0.1:6379> exec

    1) (integer) 1

    2) (integer) 1

   2. 事務中存在失敗的命令：

復制代碼代碼如下:

    #開啟一個新的事務。

    redis 127.0.0.1:6379> multi

    OK

    #設置鍵a的值為string類型的3。

    redis 127.0.0.1:6379> set a 3

    QUEUED

    #從鍵a所關聯(lián)的值的頭部彈出元素，由于該值是字符串類型，而lpop命令僅能用于List類型，因此在執(zhí)行exec命令時，該命令將會失敗。

    redis 127.0.0.1:6379> lpop a

    QUEUED

    #再次設置鍵a的值為字符串4。

    redis 127.0.0.1:6379> set a 4

    QUEUED

    #獲取鍵a的值，以便確認該值是否被事務中的第二個set命令設置成功。

    redis 127.0.0.1:6379> get a

    QUEUED

    #從結果中可以看出，事務中的第二條命令lpop執(zhí)行失敗，而其后的set和get命令均執(zhí)行成功，這一點是Redis的事務與關系型數(shù)據(jù)庫中的事務之間最為重要的差別。

    redis 127.0.0.1:6379> exec

    1) OK

    2) (error) ERR Operation against a key holding the wrong kind of value

    3) OK

    4) "4"

3. 回滾事務：

復制代碼代碼如下:

    #為鍵t2設置一個事務執(zhí)行前的值。

    redis 127.0.0.1:6379> set t2 tt

    OK

    #開啟一個事務。

    redis 127.0.0.1:6379> multi

    OK

    #在事務內(nèi)為該鍵設置一個新值。

    redis 127.0.0.1:6379> set t2 ttnew

    QUEUED

    #放棄事務。

    redis 127.0.0.1:6379> discard

    OK

    #查看鍵t2的值，從結果中可以看出該鍵的值仍為事務開始之前的值。

    redis 127.0.0.1:6379> get t2

    "tt"

四、WATCH命令和基于CAS的樂觀鎖：

在Redis的事務中，WATCH命令可用于提供CAS(check-and-set)功能。假設我們通過WATCH命令在事務執(zhí)行之前監(jiān)控了多個Keys，倘若在WATCH之后有任何Key的值發(fā)生了變化，EXEC命令執(zhí)行的事務都將被放棄，同時返回Null multi-bulk應答以通知調用者事務執(zhí)行失敗。例如，我們再次假設Redis中并未提供incr命令來完成鍵值的原子性遞增，如果要實現(xiàn)該功能，我們只能自行編寫相應的代碼。其偽碼如下：

復制代碼代碼如下:

      val = GET mykey

      val = val + 1

      SET mykey $val

以上代碼只有在單連接的情況下才可以保證執(zhí)行結果是正確的，因為如果在同一時刻有多個客戶端在同時執(zhí)行該段代碼，那么就會出現(xiàn)多線程程序中經(jīng)常出現(xiàn)的一種錯誤場景--競態(tài)爭用(race condition)。比如，客戶端A和B都在同一時刻讀取了mykey的原有值，假設該值為10，此后兩個客戶端又均將該值加一后set回Redis服務器，這樣就會導致mykey的結果為11，而不是我們認為的12。為了解決類似的問題，我們需要借助WATCH命令的幫助，見如下代碼：

復制代碼代碼如下:

      WATCH mykey

      val = GET mykey

      val = val + 1

      MULTI

      SET mykey $val

      EXEC

和此前代碼不同的是，新代碼在獲取mykey的值之前先通過WATCH命令監(jiān)控了該鍵，此后又將set命令包圍在事務中，這樣就可以有效的保證每個連接在執(zhí)行EXEC之前，如果當前連接獲取的mykey的值被其它連接的客戶端修改，那么當前連接的EXEC命令將執(zhí)行失敗。這樣調用者在判斷返回值后就可以獲悉val是否被重新設置成功。

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