Redis通过 MULTI,EXEC,DISCARD,WATCH.UNWATCH 来实现事务功能。
Redis 事务介绍
提到事务,我们可能马上会想到传统的关系型数据库中的事务,客户端首先向服务器发送 BEGIN 开启事务,然后执行读写操作,最后用户发送 COMMIT 或者 ROLLBACK 来提交或者回滚之前的操作。但是Redis中的事务与关系型数据库是不一样的,Redis 通过 MULTI 命令开始,之后输入一连串的操作,最终以 EXEC 结束,在这之间输入的所有的命令都会在 EXEC 之后一起发给Redis执行,所以在这之间用户无法通过读取到的结果做处理,这与关系型数据库的事务是由很大的不同的。Redis会在执行完成之后返回一组执行结果。Redis中并没有回滚的操作,这一点会在后面说到。
Redis的这种延迟执行事务会有助于提升性能,客户端会在收到 EXEC 命令之后再将这一系列的命令一起发给Redis,然后等待Redis的回复,这种 一次性发送多条指令,然后等待回复 的做法称为流水线(pipeline)模式,它可以通过减少客户端与服务器之间的网络通信次数来提高Redis执行多个命令的性能。
Redis通过以下两点保证事务:
- 事务中的所有命令都被序列化并按顺序执行，在执行事务的过程中不会去执行其他客户端的命令，保证命令作为单个隔离操作进行
- 要么处理所有命令，要么不处理。保证原子性。如果开启了AOF，Redis会使用单个write命令将事务写入文件中，如果因为某些原因导致AOF写入被截断，在重启时redis会报错，使用
redis-check-aof工具可以修复这个错误(删除掉这个事务相关的命令),保证Redis能够重新启动
Redis 事务示例
下面我们来看一些示例:
MULTI EXEC
127.0.0.1:6379[2]> set foo 1
OK
127.0.0.1:6379[2]> set bar 1
OK
127.0.0.1:6379[2]> MULTI
OK
127.0.0.1:6379[2]> INCR foo
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> INCR bar
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> EXEC
1) (integer) 2
2) (integer) 2
127.0.0.1:6379[2]>
可以看到在执行 MULTI 之后会返回 OK 表示状态回复,然后执行两个 INCR 操作,会返回 QUEUED 表示已经进入到队列当中,最后执行 EXEC 命令,上述所有命令会一起发送到Redis,然后收到Redis的一组回复。
DISCARD
127.0.0.1:6379[2]> MULTI
OK
127.0.0.1:6379[2]> set test 09876
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> DISCARD
OK
127.0.0.1:6379[2]> get test
"1234"
127.0.0.1:6379[2]>
DICARD 可以取消事务
命令出现语法错误
下面来看以下如果这其中有语法错误的命令会怎么样:
127.0.0.1:6379[2]> MULTI
OK
127.0.0.1:6379[2]> set test 1234
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> lpush test 12345
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> EXEC
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379[2]> get test
"1234"
可以看到,最终返回结果是set 命令执行成功,而 lpush 命令执行失败,通过 get test 命令,可以看到它的值是1234。可以看到,即使后续的命令出现了错误,前面已经执行成功的命令也不会回滚,同样也不会影响后续命令。
Redis事务不支持回滚
Redis认为只有语法出现错误时才会导致事务的失败,并且Redis的速度够快，不需要回滚的能力。Redis官方给出的解释是(我做了一下翻译):
如果你有关系型数据库的相关经验,实际上Redis命令在事务期间可能会出现失败的情况,但是Redis仍然执行了事务中剩余的命令而不是回滚,在你看来这可能很荒谬。
但是对于这种操作有以下很好的见解:
- Redis 命令只有在出现语法错的情况下才会导致失败(这个问题没办法再入队列期间检测到),或者这个key是错误的数据类型: 这意味着是编程错误造成的命令失败,在开发过程中就应该检查到这种错误中,而不是到生产中才发现
- Redis 内部简单而且速度很快,不需要回滚的能力
一种反对Redis的观点是bug是会发生的,但是通常回滚并不能解决编程错误所造成的结果.例如,如果查询一个key并递增了2而不是1,或者递增了错误的key,回滚机制将没办法提供帮助.考虑到没有人解决编程错误,而且Redis命令的失败并不太可能进入生产环境,所以我们选择了不支持事务回滚的更快,更简单的做法.
WATCH命令的使用
Redis使用WATCH 来解决key的竞争问题，类似于 CAS 操作，来保证多个客户端同时修改一个key的情况,只能有一个客户端修改成功。
我用下面的示例演示一下A,B两个客户端竞争一个Key的情况:
Client A
127.0.0.1:6379[2]> GET count
"1"
127.0.0.1:6379[2]> WATCH count
OK
127.0.0.1:6379[2]> MULTI
OK
127.0.0.1:6379[2]> incr count
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> incr count
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> EXEC
(nil)
Client B
127.0.0.1:6379[2]> incr count
(integer) 2
在A客户端WATCH count之后,如果B客户端执行了修改count 这个key的操作,那么A客户端在 EXEC 之后会返回 nil 没有进行任何操作。
我们在来看一组没有竞争的情况:
127.0.0.1:6379[2]> get count
"3"
127.0.0.1:6379[2]> WATCH count
OK
127.0.0.1:6379[2]> MULTI
OK
127.0.0.1:6379[2]> INCR count
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> INCR count
QUEUED
127.0.0.1:6379[2]> EXEC
1) (integer) 4
2) (integer) 5
在没有多个客户端竞争的情况下,事务正常执行。
Redis并没有用典型的加锁功能来解决key的竞争问题,主要原因是出于性能的考虑。回顾一下关系型数据库中的事务,在访问以写入为目的的数据时,数据库会对被访问的数据加锁,直到提交或回滚之后才释放锁,如果此时另一个客户端也这部分数据进行写入操作,客户端将会被阻塞,直到上一个事务结束。这种加锁的方式称为悲观锁,它的缺点在于持有锁的客户端持有锁的时间越长,其它客户端被阻塞的时间就越长。Redis为了减少客户端等待的时间,并不会在执行WATCH 命令后对数据进行加锁,而是如果有其他客户端抢先修改了数据的情况下通知执行了 WATCH 的客户端,这种做法叫做乐观锁。我们只需在客户端执行事务失败之后进行重试的逻辑即可。
更多详细的资料参考:
