歡迎繼續(xù)跟隨《Redis新手指南：從入門(mén)到精通》專(zhuān)欄的步伐！在本文中，我們將探討Redis的事務(wù)處理機(jī)制。了解如何使用事務(wù)來(lái)保證一系列操作的原子性和一致性，這對(duì)于構(gòu)建可靠的應(yīng)用程序至關(guān)重要

1 什么是Redis事務(wù)??

? Redis 事務(wù)的本質(zhì)是一組命令的集合。事務(wù)支持一次執(zhí)行多個(gè)命令，一個(gè)事務(wù)中所有命令都會(huì)被序列化。在事務(wù)執(zhí)行過(guò)程，會(huì)按照順序列化執(zhí)行隊(duì)列中的命令，其他客戶端提交的命令請(qǐng)求不會(huì)插入到事務(wù)執(zhí)行命令序列中

總結(jié)說(shuō)：redis 事務(wù)就是一次性、順序性、排他性的執(zhí)行一個(gè)隊(duì)列中的一系列命令

2 Redis事務(wù)相關(guān)命令和使用??

MULTI、EXEC、DISCARD 和 WATCH 是 Redis 事務(wù)相關(guān)的命令

• MULTI ：開(kāi)啟事務(wù),redis會(huì)將后續(xù)的命令逐個(gè)放入隊(duì)列中,然后使用EXEC命令來(lái)原子化執(zhí)行這個(gè)命令系列。原子化執(zhí)行，它們要么全部執(zhí)行成功，要么全部回滾。
• EXEC：執(zhí)行事務(wù)中的所有操作命令
• DISCARD：取消事務(wù),放棄執(zhí)行事務(wù)塊中的所有命令
• WATCH：監(jiān)視一個(gè)或多個(gè)key,如果事務(wù)在執(zhí)行前,這個(gè)key(或多個(gè)key)被其他命令修改,則事務(wù)被中斷,不會(huì)執(zhí)行事務(wù)中的任何命令
• UNWATCH：取消WATCH對(duì)所有key的監(jiān)視

1.標(biāo)準(zhǔn)的事務(wù)執(zhí)行

給k1、k2分別賦值，在事務(wù)中修改k1、k2，執(zhí)行事務(wù)后，查看k1、k2值都被修改

127.0.0.1:6379[1]> set key1 value1
OK
127.0.0.1:6379[1]> set key2 value2
OK
127.0.0.1:6379[1]> multi # 開(kāi)啟事務(wù)
OK
127.0.0.1:6379[1](TX)> set key1 11
QUEUED
127.0.0.1:6379[1](TX)> set key2 22
QUEUED
127.0.0.1:6379[1](TX)> exec # 執(zhí)行事務(wù)中所有的操作命令
1) OK
2) OK
127.0.0.1:6379[1]> get key1
"11"
127.0.0.1:6379[1]> get key2
"22"

2.事務(wù)取消

127.0.0.1:6379[1]> multi
OK
127.0.0.1:6379[1](TX)> set key1 111
QUEUED
127.0.0.1:6379[1](TX)> set key2 222
QUEUED
127.0.0.1:6379[1](TX)> DISCARD # 取消事務(wù)
OK
127.0.0.1:6379[1]> exec
(error) ERR EXEC without MULTI

3.事務(wù)出現(xiàn)錯(cuò)誤的處理

• 語(yǔ)法錯(cuò)誤（編譯器錯(cuò)誤）

在開(kāi)啟事務(wù)后，修改k1值為11，k2值為22，但k2語(yǔ)法錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致事務(wù)提交失敗，k1、k2保留原值

127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK
127.0.0.1:6379> set k2 v2
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set k1 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> sets k2 22
(error) ERR unknown command `sets`, with args beginning with: `k2`, `22`, 
127.0.0.1:6379> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get k1
"v1"
127.0.0.1:6379> get k2
"v2"
127.0.0.1:6379>

• Redis類(lèi)型錯(cuò)誤（運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤）

? 在開(kāi)啟事務(wù)后，修改k1值為11，k2值為22，但將k2的類(lèi)型作為L(zhǎng)ist，在運(yùn)行時(shí)檢測(cè)類(lèi)型錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致事務(wù)提交失敗，此時(shí)事務(wù)并沒(méi)有回滾，而是跳過(guò)錯(cuò)誤命令繼續(xù)執(zhí)行， 結(jié)果k1值改變、k2保留原值

127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK
127.0.0.1:6379> set k1 v2
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set k1 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> lpush k2 22
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379> get k1
"11"
127.0.0.1:6379> get k2
"v2"
127.0.0.1:6379>

3 CAS操作實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖??

WATCH 命令可以為 Redis 事務(wù)提供 check-and-set （CAS）行為

• CAS? 樂(lè)觀鎖？Redis官方的例子幫你理解

被 WATCH 的鍵會(huì)被監(jiān)視，并會(huì)發(fā)覺(jué)這些鍵是否被改動(dòng)過(guò)了。如果有至少一個(gè)被監(jiān)視的鍵在 EXEC 執(zhí)行之前被修改了， 那么整個(gè)事務(wù)都會(huì)被取消， EXEC 返回nil-reply來(lái)表示事務(wù)已經(jīng)失敗。

舉個(gè)例子， 假設(shè)我們需要原子性地為某個(gè)值進(jìn)行增 1 操作（假設(shè) INCR 不存在）。

首先我們可能會(huì)這樣做：

val = GET mykey
val = val + 1
SET mykey $val

上面的這個(gè)實(shí)現(xiàn)在只有一個(gè)客戶端的時(shí)候可以執(zhí)行得很好。但是， 當(dāng)多個(gè)客戶端同時(shí)對(duì)同一個(gè)鍵進(jìn)行這樣的操作時(shí)， 就會(huì)產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)條件。舉個(gè)例子， 如果客戶端 A 和 B 都讀取了鍵原來(lái)的值， 比如 10 ， 那么兩個(gè)客戶端都會(huì)將鍵的值設(shè)為 11 ， 但正確的結(jié)果應(yīng)該是 12 才對(duì)。

有了 WATCH ，我們就可以輕松地解決這類(lèi)問(wèn)題了：

WATCH mykey
val = GET mykey
val = val + 1
MULTI
SET mykey $val
EXEC

使用上面的代碼， 如果在 WATCH 執(zhí)行之后， EXEC 執(zhí)行之前， 有其他客戶端修改了 mykey 的值， 那么當(dāng)前客戶端的事務(wù)就會(huì)失敗。程序需要做的， 就是不斷重試這個(gè)操作， 直到?jīng)]有發(fā)生碰撞為止。

這種形式的鎖被稱(chēng)作樂(lè)觀鎖， 它是一種非常強(qiáng)大的鎖機(jī)制。并且因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下， 不同的客戶端會(huì)訪問(wèn)不同的鍵， 碰撞的情況一般都很少， 所以通常并不需要進(jìn)行重試。

• watch是如何監(jiān)視實(shí)現(xiàn)的呢？

Redis使用WATCH命令來(lái)決定事務(wù)是繼續(xù)執(zhí)行還是回滾，那就需要在MULTI之前使用WATCH來(lái)監(jiān)控某些鍵值對(duì)，然后使用MULTI命令來(lái)開(kāi)啟事務(wù)，執(zhí)行對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作的各種命令，此時(shí)這些命令入隊(duì)列。

當(dāng)使用EXEC執(zhí)行事務(wù)時(shí)，首先會(huì)比對(duì)WATCH所監(jiān)控的鍵值對(duì)，如果沒(méi)發(fā)生改變，它會(huì)執(zhí)行事務(wù)隊(duì)列中的命令，提交事務(wù)；如果發(fā)生變化，將不會(huì)執(zhí)行事務(wù)中的任何命令，同時(shí)事務(wù)回滾。當(dāng)然無(wú)論是否回滾，Redis都會(huì)取消執(zhí)行事務(wù)前的WATCH命令

• watch 命令實(shí)現(xiàn)監(jiān)視

在事務(wù)開(kāi)始前用WATCH監(jiān)控k1，之后修改k1為11，說(shuō)明事務(wù)開(kāi)始前k1值被改變，MULTI開(kāi)始事務(wù)，修改k1值為12，k2為22，執(zhí)行EXEC，發(fā)回nil，說(shuō)明事務(wù)回滾；查看下k1、k2的值都沒(méi)有被事務(wù)中的命令所改變。

127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK
127.0.0.1:6379> set k2 v2
OK
127.0.0.1:6379> WATCH k1
OK
127.0.0.1:6379> set k1 11
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set k1 12
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 22
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(nil)
127.0.0.1:6379> get k1
"11"
127.0.0.1:6379> get k2
"v2"

• UNWATCH取消監(jiān)視

127.0.0.1:6379> set k1 v1
OK
127.0.0.1:6379> set k2 v2
OK
127.0.0.1:6379> WATCH k1
OK
127.0.0.1:6379> set k1 11
OK
127.0.0.1:6379> UNWATCH
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set k1 12
QUEUED
127.0.0.1:6379> set k2 22
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
127.0.0.1:6379> get k1
"12"
127.0.0.1:6379> get k2
"22"
127.0.0.1:6379>

4 Redis事務(wù)執(zhí)行步驟??

通過(guò)上文命令執(zhí)行，很顯然Redis事務(wù)執(zhí)行是三個(gè)階段：

• 開(kāi)啟：以MULTI開(kāi)始一個(gè)事務(wù)
• 入隊(duì)：將多個(gè)命令入隊(duì)到事務(wù)中，接到這些命令并不會(huì)立即執(zhí)行，而是放到等待執(zhí)行的事務(wù)隊(duì)列里面
• 執(zhí)行：由EXEC命令觸發(fā)事務(wù)

當(dāng)一個(gè)客戶端切換到事務(wù)狀態(tài)之后， 服務(wù)器會(huì)根據(jù)這個(gè)客戶端發(fā)來(lái)的不同命令執(zhí)行不同的操作：

• 如果客戶端發(fā)送的命令為 EXEC 、 DISCARD 、 WATCH 、 MULTI 四個(gè)命令的其中一個(gè)， 那么服務(wù)器立即執(zhí)行這個(gè)命令。
• 與此相反， 如果客戶端發(fā)送的命令是 EXEC 、 DISCARD 、 WATCH 、 MULTI 四個(gè)命令以外的其他命令， 那么服務(wù)器并不立即執(zhí)行這個(gè)命令， 而是將這個(gè)命令放入一個(gè)事務(wù)隊(duì)列里面， 然后向客戶端返回 QUEUED 回復(fù)。

更深入的理解

我們?cè)偻ㄟ^(guò)幾個(gè)問(wèn)題來(lái)深入理解Redis事務(wù)。

為什么 Redis 不支持回滾？

如果你有使用關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)的經(jīng)驗(yàn)，那么“Redis 在事務(wù)失敗時(shí)不進(jìn)行回滾，而是繼續(xù)執(zhí)行余下的命令”這種做法可能會(huì)讓你覺(jué)得有點(diǎn)奇怪。

以下是這種做法的優(yōu)點(diǎn)：

• Redis 命令只會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤的語(yǔ)法而失敗（并且這些問(wèn)題不能在入隊(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)），或是命令用在了錯(cuò)誤類(lèi)型的鍵上面：這也就是說(shuō)，從實(shí)用性的角度來(lái)說(shuō)，失敗的命令是由編程錯(cuò)誤造成的，而這些錯(cuò)誤應(yīng)該在開(kāi)發(fā)的過(guò)程中被發(fā)現(xiàn)，而不應(yīng)該出現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)境中。
• 因?yàn)椴恍枰獙?duì)回滾進(jìn)行支持，所以 Redis 的內(nèi)部可以保持簡(jiǎn)單且快速。

有種觀點(diǎn)認(rèn)為 Redis 處理事務(wù)的做法會(huì)產(chǎn)生 bug ， 然而需要注意的是， 在通常情況下， 回滾并不能解決編程錯(cuò)誤帶來(lái)的問(wèn)題。舉個(gè)例子， 如果你本來(lái)想通過(guò) INCR 命令將鍵的值加上 1 ， 卻不小心加上了 2 ， 又或者對(duì)錯(cuò)誤類(lèi)型的鍵執(zhí)行了 INCR ， 回滾是沒(méi)有辦法處理這些情況的。

如何理解Redis與事務(wù)的ACID？

一般來(lái)說(shuō)，事務(wù)有四個(gè)性質(zhì)稱(chēng)為ACID，分別是原子性，一致性，隔離性和持久性

• 原子性atomicity

  # 首先通過(guò)上文知道 運(yùn)行期的錯(cuò)誤是不會(huì)回滾的，很多文章由此說(shuō)Redis事務(wù)違背原子性的；而官方文檔認(rèn)為是遵從原子性的。Redis官方文檔給的理解是，**Redis的事務(wù)是原子性的：所有的命令，要么全部執(zhí)行，要么全部不執(zhí)行**。而不是完全成功
  

• 一致性consistency

  #  redis事務(wù)可以保證命令失敗的情況下得以回滾，數(shù)據(jù)能恢復(fù)到?jīng)]有執(zhí)行之前的樣子，是保證一致性的，除非redis進(jìn)程意外終結(jié)
  

• 隔離性Isolation

  #  redis事務(wù)是嚴(yán)格遵守隔離性的，原因是redis是單進(jìn)程單線程模式(v6.0之前），可以保證命令執(zhí)行過(guò)程中不會(huì)被其他客戶端命令打斷.但是，Redis不像其它結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫(kù)有隔離級(jí)別這種設(shè)計(jì)
  

• 持久性Durability

  #  **redis事務(wù)是不保證持久性的**，這是因?yàn)閞edis持久化策略中不管是RDB還是AOF都是異步執(zhí)行的，不保證持久性是出于對(duì)性能的考慮
  

5 Redis事務(wù)其它實(shí)現(xiàn)??

• 基于Lua腳本，Redis可以保證腳本內(nèi)的命令一次性、按順序地執(zhí)行，其同時(shí)也不提供事務(wù)運(yùn)行錯(cuò)誤的回滾，執(zhí)行過(guò)程中如果部分命令運(yùn)行錯(cuò)誤，剩下的命令還是會(huì)繼續(xù)運(yùn)行完
• 基于中間標(biāo)記變量，通過(guò)另外的標(biāo)記變量來(lái)標(biāo)識(shí)事務(wù)是否執(zhí)行完成，讀取數(shù)據(jù)時(shí)先讀取該標(biāo)記變量判斷是否事務(wù)執(zhí)行完成。但這樣會(huì)需要額外寫(xiě)代碼實(shí)現(xiàn)，比較繁瑣

到此這篇關(guān)于Redis事務(wù)處理的實(shí)現(xiàn)示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis事務(wù)處理內(nèi)容請(qǐng)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！

最新評(píng)論