Redis09-Redis事務(wù)

前言

上一篇我們介紹了Redis的持久化，這一篇我們接著來學(xué)習(xí)Redis的事務(wù)。將從如下幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，事務(wù)的介紹，Redis事務(wù)的介紹，Redis事務(wù)與數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的區(qū)別。

事務(wù)

何為事務(wù)呢？我的理解是事務(wù)是一種機(jī)制，是一個(gè)不可分割的工作單元，要么都執(zhí)行，要么都不執(zhí)行。其具有如下四個(gè)特性：

原子性（Atomicity）

原子性是指事務(wù)是一個(gè)不可分割的工作單元，事務(wù)中的操作要么都發(fā)生，要么都不發(fā)生。

一致性（Consistency）

一致性是指事務(wù)前后數(shù)據(jù)的完整性必須保持一致。

隔離性（Isolation）

隔離性是指多個(gè)事務(wù)并發(fā)執(zhí)行時(shí)，一個(gè)事務(wù)的執(zhí)行不應(yīng)影響其他事務(wù)的執(zhí)行，也就是說事務(wù)之間是相互隔離的。

持久性（Durability）

持久性是指一個(gè)事務(wù)一旦被提交，它對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)的改變是持久的，接下來即使數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生故障也不應(yīng)該對(duì)其有任何影響。在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，事務(wù)執(zhí)行完之后，執(zhí)行結(jié)果就寫到了硬盤中。

上面就是事務(wù)的四個(gè)特性，簡(jiǎn)稱ACID。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)都滿足這四個(gè)特性。

Redis的事務(wù)

下面就是一個(gè)Redis事務(wù)的使用示例。

Redis事務(wù)的簡(jiǎn)介

Redis事務(wù)其實(shí)就是將多個(gè)命令包裹起來，一次性執(zhí)行。默認(rèn)是不開啟事務(wù)的。Redis事務(wù)從開始到執(zhí)行會(huì)經(jīng)歷如下三個(gè)階段：

開始事務(wù)MULTI

我們通過MULTI命令將執(zhí)行該命令的客戶端從非事務(wù)狀態(tài)切換至事務(wù)狀態(tài)，通過在客戶端狀態(tài)的flags屬性中打開REDIS_MULIT標(biāo)識(shí)來完成的。

127.0.0.1:6379> MULTI OK

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命令入隊(duì)

如果客戶端正處于事務(wù)狀態(tài)時(shí)，當(dāng)添加新命令時(shí)，首先會(huì)判斷這個(gè)命令是否是EXEC,DISCARD,WATCH或者M(jìn)ULTI這四個(gè)命令， 如果不是的話則會(huì)把命令放入事務(wù)隊(duì)列中，每個(gè)Redis客戶端都有自己的事務(wù)隊(duì)列，它是一個(gè)multlCmd類型的數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)multlCmd類型的數(shù)組，數(shù)組中的每個(gè)multiCmd結(jié)構(gòu)都保存了一個(gè)已入隊(duì)命令的相關(guān)信息，包括指向命令實(shí)現(xiàn)函數(shù)的指針，命令的參數(shù)，以及參數(shù)的數(shù)量，它以先進(jìn)先出（FIFO）的方式保存入隊(duì)的命令，較先入隊(duì)的命令會(huì)被放到數(shù)組前面，而較后入隊(duì)的命令會(huì)被放在數(shù)組的后面。

127.0.0.1:6379> set name zhangsan QUEUED

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執(zhí)行事務(wù)EXEC

當(dāng)一個(gè)處于事務(wù)狀態(tài)的客戶端向服務(wù)器發(fā)送EXEC命令時(shí)，這個(gè)EXEC命令將立即被服務(wù)器執(zhí)行。服務(wù)器會(huì)遍歷這個(gè)客戶端的事務(wù)隊(duì)列，執(zhí)行隊(duì)列中保存的所有命令，最后將執(zhí)行命令所得的結(jié)果全部返回給客戶端。

127.0.0.1:6379> exec 1) OK 2) "zhangsan" 3) OK

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Redis事務(wù)的相關(guān)特性

Redis事務(wù)并不完全具有ACID這四種特性，它只具有一致性和隔離性。原因如下：

Redis使用單線程的方式來執(zhí)行事務(wù)（以及事務(wù)隊(duì)列中的命令），并且服務(wù)器保證，在執(zhí)行事務(wù)期間不會(huì)中斷事務(wù)，因此，Redis中的事務(wù)總是以串行的方式執(zhí)行，并且事務(wù)是具有隔離性的。

Redis事務(wù)不過是一組包裹起來的命令，Redis并沒有做特殊的持久化工作，所以一般而言Redis事務(wù)不具有持久性，Redis的持久性策略可以看上一篇文章。

Redis不支持事務(wù)回滾機(jī)制（rollback）,即使事務(wù)隊(duì)列中的某個(gè)命令在執(zhí)行期間出現(xiàn)了錯(cuò)誤，整個(gè)事務(wù)也會(huì)繼續(xù)執(zhí)行下去，直到將事務(wù)隊(duì)列中的所有命令都執(zhí)行完畢為止，所以，Redis事務(wù)不支持原子性。如下圖所示：

事務(wù)總是具有一致性的。即事務(wù)執(zhí)行前后數(shù)據(jù)是一致的。

Redis事務(wù)的實(shí)現(xiàn)原理

Redis實(shí)現(xiàn)事務(wù)，是基于COMMANDS隊(duì)列的，也就是說，如果沒有開啟事務(wù)，command將會(huì)被立即執(zhí)行并返回執(zhí)行結(jié)果，并且直接保存在內(nèi)存中，如果事務(wù)開啟，command不會(huì)被立即執(zhí)行，而是排入隊(duì)列并返回排隊(duì)狀態(tài)（具體依賴于客戶端（例如：spring-data-redis）自身實(shí)現(xiàn)），調(diào)用EXEC才會(huì)執(zhí)行COMMANDS隊(duì)列。

WATCH命令

WATCH命令是一個(gè)樂觀鎖，它可以在EXEC命令執(zhí)行之前，監(jiān)視任意數(shù)量的數(shù)據(jù)庫(kù)鍵，并在EXEC命令執(zhí)行時(shí)，檢查被監(jiān)視的鍵是否至少有一個(gè)已經(jīng)被修改過了，如果是的話，服務(wù)器將拒絕執(zhí)行事務(wù)，并向客戶端返回代表事務(wù)執(zhí)行失敗的空回復(fù)。如下所示：

與MySQL事務(wù)的區(qū)別

事務(wù)的命令不同

MySQL事務(wù)的使用如下：

BEGIN : 顯式地開啟一個(gè)事務(wù) COMMIT: 提交事務(wù) ROLLBACK: 結(jié)束用戶的事務(wù)，并撤銷正在進(jìn)行的所有未提交的修改

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而Redis事務(wù)的使用如下：

MULTI: 標(biāo)記事務(wù)的開始 EXEC: 執(zhí)行事務(wù)的commands 隊(duì)列 DISCARD: 結(jié)束事務(wù)，并清除commands隊(duì)列；

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默認(rèn)狀態(tài)不同

MySQL會(huì)默認(rèn)開啟一個(gè)事務(wù)，且缺省設(shè)置是自動(dòng)提交，即每成功執(zhí)行一個(gè)SQL，一個(gè)事務(wù)就會(huì)馬上COMMIT，所以不能Rollback。當(dāng)然，我們?cè)谕粋€(gè)事務(wù)中執(zhí)行多個(gè)SQL時(shí)，如果某個(gè)SQL執(zhí)行失敗了，則這個(gè)事務(wù)就會(huì)回滾掉。

Redis默認(rèn)不會(huì)開啟事務(wù)，即command會(huì)立即執(zhí)行，而不會(huì)排隊(duì)，并且不支持Rollback。

實(shí)現(xiàn)原理不同

MySQL實(shí)現(xiàn)事務(wù)，是基于UNDO/REDO日志，UNDO日志記錄修改前狀態(tài)，ROLLBACK命令是基于UNDO日志實(shí)現(xiàn)的。

REDO記錄修改后的狀態(tài)，COMMIT命令是基于REDO日志實(shí)現(xiàn)的。

在MySQL中無(wú)論是否開啟日志，SQL都會(huì)立即執(zhí)行并返回結(jié)果，只是事務(wù)開啟后執(zhí)行后的狀態(tài)記錄在REDO日志，執(zhí)行COMMIT之后，數(shù)據(jù)才會(huì)被寫入磁盤。

參考

《Redis設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》

總結(jié)

本文簡(jiǎn)單介紹了Redis事務(wù)并將其與MySQL事務(wù)做了一下對(duì)比。Redis事務(wù)只有一致性和隔離性兩種特性，不支持原子性和持久性。其實(shí)現(xiàn)原理是基于COMMANDS隊(duì)列的，開啟事務(wù)之后，命令不會(huì)被立即執(zhí)行，而是排入隊(duì)列并返回排隊(duì)狀態(tài)。

Redis 數(shù)據(jù)庫(kù)

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