redis 事务

2023-08-12 19:30:34

概述

相信学过MySQL等其他数据库的同学对事务这个词都不陌生，事务表示的是一组动作，这组动作要么全部执行，要么全部不执行。为什么会有这样的需求呢？看看下面的场景：

微博是一个弱关系型社交网络，用户之间有关注和被关注两种关系，比如两个用户A和B，如果A关注B，则B的粉丝中就应该有A。关注这个动作需要两个步骤完成：在A的关注者中添加B；在B的粉丝中添加A。这两个动作要么都执行成功，要么都不执行。否则就可能会出现A关注了B，但是B的粉丝中没有A的不可容忍的情况。

转账汇款，假设现在有两个账户A和B，现在需要将A中的一万块大洋转到B的账户中，这个动作也需要两个步骤完成：从A的账户中划走一万块；在B的账户中增加一万块。这两个动作要么全部执行成功，要么全部不执行，否则自会有人问候你的！！！

Redis作为一种高效的分布式数据库，同样支持事务。

Redis事务

Redis中的事务(transaction)是一组命令的集合。事务同命令一样都是Redis最小的执行单位，一个事务中的命令要么都执行，要么都不执行。Redis事务的实现需要用到 MULTI 和 EXEC 两个命令，事务开始的时候先向Redis服务器发送 MULTI 命令，然后依次发送需要在本次事务中处理的命令，最后再发送 EXEC 命令表示事务命令结束。

举个例子，使用redis-cli连接redis，然后在命令行工具中输入如下命令：

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

127.0.0.1:6379> set url http://qifuguang.me

QUEUED

127.0.0.1:6379> set title winwill2012

QUEUED

127.0.0.1:6379> set desc java

QUEUED

127.0.0.1:6379> EXEC

1) OK

2) OK

3) OK

127.0.0.1:6379>

127.0.0.1:6379> get url

"http://qifuguang.me"

127.0.0.1:6379> get title

"winwill2012"

127.0.0.1:6379> get desc

"java"

127.0.0.1:6379>

从输出中可以看到，当输入MULTI命令后，服务器返回OK表示事务开始成功，然后依次输入需要在本次事务中执行的所有命令，每次输入一个命令服务器并不会马上执行，而是返回”QUEUED”，这表示命令已经被服务器接受并且暂时保存起来，最后输入EXEC命令后，本次事务中的所有命令才会被依次执行，可以看到最后服务器一次性返回了三个OK，这里返回的结果与发送的命令是按顺序一一对应的，这说明这次事务中的命令全都执行成功了。

再举个例子，在命令行工具中输入如下命令：

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

127.0.0.1:6379> set a a

QUEUED

127.0.0.1:6379> sett b b

(error) ERR unknown command 'sett'

127.0.0.1:6379> set c c

QUEUED

127.0.0.1:6379> EXEC

(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.

127.0.0.1:6379> get a

(nil)

127.0.0.1:6379> get b

(nil)

127.0.0.1:6379> get c

(nil)

127.0.0.1:6379>

和前面的例子一样，先输入MULTI最后输入EXEC表示中间的命令属于一个事务，不同的是中间输入的命令有一个错误(set写成了sett)，这样因为有一个错误的命令导致事务中的其他命令都不执行了(通过后续的get命令可以验证)，可见事务中的所有命令式同呼吸共命运的。

如果客户端在发送EXEC命令之前断线了，则服务器会清空事务队列，事务中的所有命令都不会被执行。而一旦客户端发送了EXEC命令之后，事务中的所有命令都会被执行，即使此后客户端断线也没关系，因为服务器已经保存了事务中的所有命令。

除了保证事务中的所有命令要么全执行要么全不执行外，Redis的事务还能保证一个事务中的命令依次执行而不会被其他命令插入。试想一个客户端A需要执行几条命令，同时客户端B发送了几条命令，如果不使用事务，则客户端B的命令有可能会插入到客户端A的几条命令中，如果想避免这种情况发生，也可以使用事务。

Redis事务错误处理

如果一个事务中的某个命令执行出错，Redis会怎样处理呢？要回答这个问题，首先要搞清楚是什么原因导致命令执行出错：

语法错误 就像上面的例子一样，语法错误表示命令不存在或者参数错误
这种情况需要区分Redis的版本，Redis 2.6.5之前的版本会忽略错误的命令，执行其他正确的命令，2.6.5之后的版本会忽略这个事务中的所有命令，都不执行，就比如上面的例子(使用的Redis版本是2.8的)

运行错误 运行错误表示命令在执行过程中出现错误，比如用GET命令获取一个散列表类型的键值。
这种错误在命令执行之前Redis是无法发现的，所以在事务里这样的命令会被Redis接受并执行。如果食物里有一条命令执行错误，其他命令依旧会执行（包括出错之后的命令）。比如下例：

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

127.0.0.1:6379> set key 1

QUEUED

127.0.0.1:6379> SADD key 2

QUEUED

127.0.0.1:6379> set key 3

QUEUED

127.0.0.1:6379> EXEC

1) OK

2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

3) OK

127.0.0.1:6379> get key

"3"

Redis中的事务并没有关系型数据库中的事务回滚(rollback)功能，因此使用者必须自己收拾剩下的烂摊子。不过由于Redis不支持事务回滚功能，这也使得Redis的事务简洁快速。

回顾上面两种类型的错误，语法错误完全可以在开发的时候发现并作出处理，另外如果能很好地规划Redis数据的键的使用，也是不会出现命令和键不匹配的问题的。

WATCH命令

从上面的例子我们可以看到，事务中的命令要全部执行完之后才能获取每个命令的结果，但是如果一个事务中的命令B依赖于他上一个命令A的结果的话该怎么办呢？就比如说实现类似Java中的i++的功能，先要获取当前值，才能在当前值的基础上做加一操作。这种场合仅仅使用上面介绍的MULTI和EXEC是不能实现的，因为MULTI和EXEC中的命令是一起执行的，并不能将其中一条命令的执行结果作为另一条命令的执行参数，所以这个时候就需要引进Redis事务家族中的另一成员：WATCH命令

换个角度思考上面说到的实现i++的方法，可以这样实现：

监控i的值，保证i的值不被修改

获取i的原值

如果过程中i的值没有被修改，则将当前的i值+1，否则不执行

这样就能够避免竞态条件，保证i++能够正确执行。

WATCH命令可以监控一个或多个键，一旦其中有一个键被修改（或删除），之后的事务就不会执行，监控一直持续到EXEC命令（事务中的命令是在EXEC之后才执行的，EXEC命令执行完之后被监控的键会自动被UNWATCH）

举个例子：

127.0.0.1:6379> set mykey 1

OK

127.0.0.1:6379> WATCH mykey

OK

127.0.0.1:6379> set mykey 2

OK

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

127.0.0.1:6379> set mykey 3

QUEUED

127.0.0.1:6379> EXEC

(nil)

127.0.0.1:6379> get mykey

"2"

127.0.0.1:6379>

上面的例子中，首先设置mykey的键值为1，然后使用WATCH命令监控mykey，随后更改mykey的值为2，然后进入事务，事务中设置mykey的值为3，然后执行EXEC运行事务中的命令，最后使用get命令查看mykey的值，发现mykey的值还是2，也就是说事务中的命令根本没有执行（因为WATCH监控mykey的过程中，mykey被修改了，所以随后的事务便会被取消）。

有了WATCH命令，我们就可以自己实现i++功能了，伪代码如下：

def incr($key):

    WATCH $key

    $value = GET $key

    if not $value

        $value = 0

    $value = $value + 1

    MULTI

    SET $key $value

        result = EXEC

    return result[0]

因为EXEC返回的是多行字符串，使用result[0]表示返回值的第一个字符串。

注意：由于WATCH命令的作用只是当被监控的键被修改后取消之后的事务，并不能保证其他客户端不修改监控的值，所以当EXEC命令执行失败之后需要手动重新执行整个事务。

执行EXEC命令之后会取消监控使用WATCH命令监控的键，如果不想执行事务中的命令，也可以使用UNWATCH命令来取消监控。

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