一文了解：Redis事務

阿克西斯教成員汙米飯發表於2019-08-06
Redis

Redis事務

事務提供了一種"將多個命令打包，一次性提交併按順序執行"的機制，提交後在事務執行中不會中斷。只有在執行完所有命令後才會繼續執行來自其他客戶的訊息。

Redis中的使用

Redis通過multi，exec，discard，watch實現事務功能。

  1. multi：開始事務
  2. exec：提交事務並執行
  3. discard：取消事務
  4. watch：事務開始之前監視任意數量的鍵
> multi
OK
> set bookName "Redis"
QUEUED
> get bookName
QUEUED
> sadd tag "Redis" "New Book"
QUEUED
> smembers tag
QUEUED
> exec
1) OK
2) "Redis"
3) (integer) 2
4) 1) "Redis"
   2) "New Book"

開始事務

> multi
OK

這個命令將Redis_multi選項開啟，讓客戶端從非事務狀態變為事務狀態

multi命令

命令入隊

> set bookName "Redis"
QUEUED
> get bookName
QUEUED
> sadd tag "Redis" "New Book"
QUEUED
> smembers tag
QUEUED

在事務狀態中，Redis命令並不是立即執行的，而是進入一個先進先出的事務佇列。QUEUED表示這個命令已經入了事務佇列。

執行事務

> exec
1) OK
2) "Redis"
3) (integer) 2
4) 1) "Redis"
   2) "New Book"

當執行exec命令時，Redis根據客戶端所儲存的事務佇列， 以先進先出的方式執行事務佇列中的命令： 最先入隊的命令最先執行， 而最後入隊的命令最後執行。
當exec命令執行完畢時，Redis會將結果儲存到一個回覆佇列，並將回覆佇列返回給客戶端。客戶端從事務狀態退出，一個事務執行完畢。

discard命令

> multi
OK
> set author "lisi"
QUEUED
> discard
OK
> get author
(nil)

discard取消一個事務的命令，表示這個事務被取消。客戶端從事務狀態退出，回到非事務狀態，Redis_multi選項關閉。

事務中exec和discard

watch命令

# Redis客戶端1
> watch letter
OK
> multi
OK
> set letter a
QUEUED
> exec
(nil)


# Redis客戶端2
> set letter b
OK

# Redis客戶端1
> get letter
"b"

設定監控letter鍵，客戶端1進入事務，設定letter的value為a，未提交事務。客戶端2設定letter的value為b。回到客戶端1提交事務返回的結果為nil，呼叫get命令得到letter為b。這說明當letter鍵在其他客戶端改變後，事務被取消了，不會被執行，返回失敗。

watch命令在事務開始之前監視任意數量的鍵：當呼叫exce命令執行事務時，如果任意一個被監視的鍵已經被其他客戶端修改了，那麼整個事務不再執行，直接返回失敗。

watch命令

事務異常

命令錯誤

> set letter ac
QUEUED
> get letter ac
(error) ERR wrong number of arguments for 'get' command
> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.

事務中命令異常屬於語法錯誤，將導致事務無法執行。

執行時異常

> multi
OK
> lpush books "Redis"
QUEUED
> incr books
QUEUED
> lpush books "Python"
QUEUED
> lrange books 0 -1
QUEUED
> exec
1) (integer) 1
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
3) (integer) 2
4) 1) "Python"
   2) "Redis"

上面的例子是事務執行到中間遇到失敗了，因為不能對一個字串進行incr命令，事務在遇到命令執行失敗後，後續的命令還繼續執行，所以books的值能繼續得到設定。這種異常只有程式設計師在程式碼中避免。

事務的ACID

原子性

原子意味著要麼一起成功執行，要麼一起失敗回滾。Redis提供的所有API都是原子操作。那麼Redis事務只要保證在一批操作中保證原子性，但是在執行時異常中，在一個事務中一個命令出現異常，其他命令還是會繼續執行，事務沒有回滾機制，所以Redis事務是不保證原子性的。

一致性

事務異常

如果命令錯誤事務無法執行，如果是執行時異常，Redis會將錯誤包含在返回結果中，並不影響後續執行，所以事務是一致性的。

Redis程式被終結

在純記憶體模式下，Redis沒有做持久化，重啟之後資料庫是空白的，所以是事務一致性的。

在RDB模式下，事務並不會在中途執行儲存RDB檔案的工作，只有在事務執行完後，RDB工作才可能會開始。所以在事務執行過程中Redis程式被殺死，不管成功多少都不會儲存到RDB檔案中，所以是一致性的。

在AOF模式下，事務部分語句被寫入AOF檔案並儲存成功，不完整的事務被儲存到了AOF檔案，當重啟Redis時，檢查AOF檔案不完整，Redis退出並報錯。需要把這段不完整的事務刪除後才能重啟成功，所以是一致性的。

在AOF模式下，事務並未被寫入AOF檔案，所以重啟後Redis資料庫是最近一次成功儲存到AOF檔案中的資料。並沒有這次事務的資料，所以是以一致性的。

隔離性

Redis 是單程式程式，並且它保證在執行事務時，不會對事務進行中斷，事務可以執行直到執行完所有事務佇列中的命令為止。所以事務是帶有隔離性的。

永續性

在純記憶體模式下，事務肯定不是持續性的。

在RDB模式下，伺服器可能在事務執行之後、RDB檔案更新之前的這段時間失敗，所以 RDB模式下的事務也是不持久的。

在AOF模式下，將命令新增到AOF檔案中，但是對檔案進行寫入並不會馬上寫到磁碟上，而是先儲存到緩衝區。所以資料儲存到磁碟上有一段非常小的時間間隔。這種模式下事務也不是持久的。

結語

本人深知水平有限，歡迎指正本文錯誤之處。

參考資料

《Redis 設計與實現》

《Redis 開發與運維》

《Redis 深度歷險：核心原理與應用實踐》

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