Redis09-Redis事务

网友投稿 773 2022-05-29

前言

上一篇我们介绍了Redis的持久化,这一篇我们接着来学习Redis的事务。将从如下几个方面进行阐述,事务的介绍,Redis事务的介绍,Redis事务与数据库事务的区别。

事务

何为事务呢?我的理解是事务是一种机制,是一个不可分割的工作单元,要么都执行,要么都不执行。其具有如下四个特性:

原子性(Atomicity)

原子性是指事务是一个不可分割的工作单元,事务中的操作要么都发生,要么都不发生。

一致性(Consistency)

一致性是指事务前后数据的完整性必须保持一致。

隔离性(Isolation)

隔离性是指多个事务并发执行时,一个事务的执行不应影响其他事务的执行,也就是说事务之间是相互隔离的。

持久性(Durability)

持久性是指一个事务一旦被提交,它对数据库中的数据的改变是持久的,接下来即使数据库发生故障也不应该对其有任何影响。在关系型数据库中,事务执行完之后,执行结果就写到了硬盘中。

上面就是事务的四个特性,简称ACID。关系型数据库事务都满足这四个特性。

Redis的事务

下面就是一个Redis事务的使用示例。

Redis事务的简介

Redis事务其实就是将多个命令包裹起来,一次性执行。默认是不开启事务的。Redis事务从开始到执行会经历如下三个阶段:

开始事务MULTI

我们通过MULTI命令将执行该命令的客户端从非事务状态切换至事务状态,通过在客户端状态的flags属性中打开REDIS_MULIT标识来完成的。

127.0.0.1:6379> MULTI OK

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命令入队

如果客户端正处于事务状态时,当添加新命令时,首先会判断这个命令是否是EXEC,DISCARD,WATCH或者MULTI这四个命令, 如果不是的话则会把命令放入事务队列中,每个Redis客户端都有自己的事务队列,它是一个multlCmd类型的数组,数组中的每个multlCmd类型的数组,数组中的每个multiCmd结构都保存了一个已入队命令的相关信息,包括指向命令实现函数的指针,命令的参数,以及参数的数量,它以先进先出(FIFO)的方式保存入队的命令,较先入队的命令会被放到数组前面,而较后入队的命令会被放在数组的后面。

127.0.0.1:6379> set name zhangsan QUEUED

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执行事务EXEC

当一个处于事务状态的客户端向服务器发送EXEC命令时,这个EXEC命令将立即被服务器执行。服务器会遍历这个客户端的事务队列,执行队列中保存的所有命令,最后将执行命令所得的结果全部返回给客户端。

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

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Redis事务的相关特性

Redis事务并不完全具有ACID这四种特性,它只具有一致性和隔离性。原因如下:

Redis使用单线程的方式来执行事务(以及事务队列中的命令),并且服务器保证,在执行事务期间不会中断事务,因此,Redis中的事务总是以串行的方式执行,并且事务是具有隔离性的。

Redis事务不过是一组包裹起来的命令,Redis并没有做特殊的持久化工作,所以一般而言Redis事务不具有持久性,Redis的持久性策略可以看上一篇文章。

Redis不支持事务回滚机制(rollback),即使事务队列中的某个命令在执行期间出现了错误,整个事务也会继续执行下去,直到将事务队列中的所有命令都执行完毕为止,所以,Redis事务不支持原子性。如下图所示:

事务总是具有一致性的。即事务执行前后数据是一致的。

Redis事务的实现原理

Redis实现事务,是基于COMMANDS队列的,也就是说,如果没有开启事务,command将会被立即执行并返回执行结果,并且直接保存在内存中,如果事务开启,command不会被立即执行,而是排入队列并返回排队状态(具体依赖于客户端(例如:spring-data-redis)自身实现),调用EXEC才会执行COMMANDS队列。

WATCH命令

WATCH命令是一个乐观锁,它可以在EXEC命令执行之前,监视任意数量的数据库键,并在EXEC命令执行时,检查被监视的键是否至少有一个已经被修改过了,如果是的话,服务器将拒绝执行事务,并向客户端返回代表事务执行失败的空回复。如下所示:

与MySQL事务的区别

事务的命令不同

MySQL事务的使用如下:

BEGIN : 显式地开启一个事务 COMMIT: 提交事务 ROLLBACK: 结束用户的事务,并撤销正在进行的所有未提交的修改

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而Redis事务的使用如下:

MULTI: 标记事务的开始 EXEC: 执行事务的commands 队列 DISCARD: 结束事务,并清除commands队列;

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默认状态不同

MySQL会默认开启一个事务,且缺省设置是自动提交,即每成功执行一个SQL,一个事务就会马上COMMIT,所以不能Rollback。当然,我们在同一个事务中执行多个SQL时,如果某个SQL执行失败了,则这个事务就会回滚掉。

Redis默认不会开启事务,即command会立即执行,而不会排队,并且不支持Rollback。

实现原理不同

MySQL实现事务,是基于UNDO/REDO日志,UNDO日志记录修改前状态,ROLLBACK命令是基于UNDO日志实现的。

REDO记录修改后的状态,COMMIT命令是基于REDO日志实现的。

在MySQL中无论是否开启日志,SQL都会立即执行并返回结果,只是事务开启后执行后的状态记录在REDO日志,执行COMMIT之后,数据才会被写入磁盘。

参考

《Redis设计与实现》

总结

本文简单介绍了Redis事务并将其与MySQL事务做了一下对比。Redis事务只有一致性和隔离性两种特性,不支持原子性和持久性。其实现原理是基于COMMANDS队列的,开启事务之后,命令不会被立即执行,而是排入队列并返回排队状态。

Redis 数据库

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