Redis - 事务

Redis - 事务

为了保障连续多个操作的原子性，数据库通常都会有事务支持，Redis 也不例外。

MULTI 、 EXEC 、 DISCARD 和 WATCH 是 Redis 事务相关的命令。事务可以一次执行多个命令， 并且带有以下两个重要的保证：

事务是一个单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。事务是一个原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。

EXEC 命令负责触发并执行事务中的所有命令：

如果客户端在使用 MULTI 开启了一个事务之后，却因为断线而没有成功执行 EXEC ，那么事务中的所有命令都不会被执行。另一方面，如果客户端成功在开启事务之后执行 EXEC ，那么事务中的所有命令都会被执行。

使用示例

MULTI 命令用于开启一个事务，它总是返回 OK 。MULTI 执行之后，客户端可以继续向服务器发送任意多条命令，这些命令不会立即被执行，而是被放到一个队列中，当执行 EXEC 命令，队列中的命令才会被执行。EXEC 命令的回复是一个数组，数组中的每个元素都是执行事务中的命令所产生的回复，回复元素的先后顺序和命令发送的先后顺序一致。此外，通过调用 DISCARD，客户端可以清空事务队列，并放弃执行事务。

使用示例：

> multiOK> incr booksQUEUED> incr booksQUEUED> exec(integer) 1(integer) 2

需要注意的是，即使事务中有某条/某些命令执行失败了，事务队列中的其他命令仍然会继续执行。

事务队列

每个 Redis 客户端都有自己的事务状态，这个事务状态保存在客户端状态的 mstate 属性里面：

typedef struct redisClient { // ... // 事务状态 multiState mstate; // ...} redisClient;

事务状态包含一个事务队列和一个已入队命令的计数器（即事务队列的长度）：

typedef struct multiState { // 事务队列，FIFO 顺序 multiCmd *commands; // 已入队命令计数 int count;} multiState;

事务队列是一个 multiCmd 类型的数组，multiCmd 结构保存了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。事务队列以先进先出（FIFO）的方式保存入队的命令：较先入队的命令会被放到数组的前面，而较后入队的命令则会被放到数组的后面。

当一个处于事务状态的客户端向服务器发送 EXEC 命令时：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。

WARCH

WATCH 命令是一种乐观锁，它可以在事务开始前监视任意多个变量，当事务执行时，服务器会检查变量是否被修改，如果被修改服务器将拒绝执行事务，并向客户端恢复 nil 代表事务执行失败。

示例：

> watch booksOK> incr books # 被修改了(integer) 1> multiOK> incr booksQUEUED> exec # 事务执行失败(nil)

需要注意的是，Redis 禁止在 MULTI 和 EXEC 之间执行 WATCH 命令，必须在 MULTI 之前监视变量。

每个 Redis 数据库都保存着一个 watched_keys 字典，这个字典的键是某个被 watch 命令监视的数据库键,而字典的值则是一个链表,链表中记录了所有监视相应数据库键的客户端。所有对数据库的修改命令,在执行之后都会检查 watched_keys 字典,查看是否有客户端正在监视被命令修改的键,如果有,则会将监视被修改键的 reids_dirty_cas 标识打开, 表示该客户端的事务安全性已经被破坏。如果在事务提交时,检测到该标识被打开,服务器会拒绝执行事务,以此来保证事务的安全性。

事务的性质

传统的关系型数据库常用 ACID 特性来检验事务的可靠性和安全性。在 Redis 中，事务总具有原子性（Atomicity）、一致性（Consistent）和隔离性（Isalotion），在特定持久化策略下具有持久性（Durable）。

原子性

原子性是指事务中的多个操作要么都执行，要么都不执行。

Redis 不完全满足原子性，Redis 的事务中一组操作如果某个、某些操作失败了，事务队列中的其他命令仍然会继续执行，这是为了保持 Redis 的简单和高效。

一致性

一致性是数据库从一种一致性状态转变到另一种一致性状态，符合数据库本身的定义和要求，不包含非法或无效的数据。

隔离性

隔离性是指各个事务之间不可见，互不影响。

Redis 是单线程执行事务，事务总是串行执行，满足隔离性要求。

持久性

持久性是指事务一经提交，其结果是永久的。

Redis 的持久性取决于持久化策略，前面学习过持久化策略，在 AOF 持久化模式下，而且 appendfsync 选项为 always 时，Redis 可以满足持久性。

但是，如果是基于主从模式的，即使是像上面那样设置也无法完全保证持久性。当发生主从切换，主服务器将指令没有完全同步，就可能导致数据丢失，导致无法满足持久性要求。

文章同步 github。

地址：github.com/lazecoding/Note/blob/main/note/articles/redis/事务.md