Redis-Redi事务注意事项

2022-09-20 08:04:42

　　当客户端处于非事务状态下时，所有发送给服务器端的命令都会立即被服务器执行。但是，当客户端进入事务状态之后，服务器在收到来自客户端的命令时，不会立即执行命令，而是将这些命令全部放进一个事务队列里，然后返回 QUEUED ，表示命令已入队。在 PHP 中执行如下命令，其实是错误的，因为执行 exec 后才会统一作为数组返回！

$redis->watch($key);

$redis->multi();  

if ($redis->get($key) == $random) {

    $redis->del($key);

}  

$redis->exec()

　　但其实并不是所有的命令都会被放进事务队列，其中的例外就是 EXEC 、 DISCARD 、 MULTI 和 WATCH 这四个命令 —— 当这四个命令从客户端发送到服务器时，它们会像客户端处于非事务状态一样，直接被服务器执行。

　　事务的执行可以用如下伪代码描述：

def execute_transaction():

    # 创建空白的回复队列

    reply_queue = []

    # 取出事务队列里的所有命令、参数和参数数量

    for cmd, argv, argc in client.transaction_queue:

        # 执行命令，并取得命令的返回值

        reply = execute_redis_command(cmd, argv, argc)

        # 将返回值追加到回复队列末尾

        reply_queue.append(reply)

    # 清除客户端的事务状态

    clear_transaction_state(client)

    # 清空事务队列

    clear_transaction_queue(client)

    # 将事务的执行结果返回给客户端

    send_reply_to_client(client, reply_queue)

　　不过事务中的命令和普通命令在执行上还是有一点区别的，其中最重要的两点是：

　　　　非事务状态下的命令以单个命令为单位执行，前一个命令和后一个命令的客户端不一定是同一个。而事务状态则是以一个事务为单位，执行 exec 后（放入队列不算）会执行事务队列中的所有命令，除非当前事务执行完毕，否则服务器不会中断事务，也不会执行其他客户端的其他命令。执行 exec 后才进入真正执行事务状态（不被中断）。

　　　　在非事务状态下，执行命令所得的结果会立即被返回给客户端，而事务则是将所有命令的结果集合到回复队列，再作为 EXEC 命令的结果返回给客户端。

　　DISCARD 命令用于取消一个事务，它清空客户端的整个事务队列，然后将客户端从事务状态调整回非事务状态，最后返回字符串 OK 给客户端，说明事务已被取消。

　　Redis 的事务是不可嵌套的，当客户端已经处于事务状态，而客户端又再向服务器发送 MULTI 时，服务器只是简单地向客户端发送一个错误，然后继续等待其他命令的入队。 MULTI 命令的发送不会造成整个事务失败，也不会修改事务队列中已有的数据。

　　WATCH 只能在客户端进入事务状态之前执行，在事务状态下发送 WATCH 命令会引发一个错误，但它不会造成整个事务失败，也不会修改事务队列中已有的数据（和前面处理 MULTI 的情况一样）。该命令用于在事务开始之前监视任意数量的键，当调用 EXEC 命令执行事务时，如果任意一个被监视的键已经被其他客户端修改了，那么整个事务不再执行， 直接返回失败。 即下图中客户端 A 将执行失败。

　　在时间 T4 ，客户端 B 修改了 name 键的值，当客户端 A 在 T5 执行 EXEC 时，Redis 会发现 name 这个被监视的键已经被修改，因此客户端 A 的事务不会被执行，而是直接返回失败。

　　WATCH 实现：在每个代表数据库的 redis.h/redisDb 结构类型中，都保存了一个 watched_keys 字典，字典的键是这个数据库被监视的键，而字典的值则是一个链表，链表中保存了所有监视这个键的客户端。

　　举个例子，如果当前客户端为 client10086 ，那么当客户端执行 WATCH key1 key2 时，前面展示的 watched_keys 将被修改成这个样子：

　　在任何对数据库键空间（key space）进行修改的命令成功执行之后（比如 FLUSHDB 、 SET 、 DEL 、 LPUSH 、 SADD 、 ZREM ，诸如此类）， multi.c/touchWatchedKey 函数都会被调用 —— 它检查数据库的 watched_keys 字典，看是否有客户端在监视已经被命令修改的键，如果有的话，程序将所有监视这个/这些被修改键的客户端的 REDIS_DIRTY_CAS 选项打开。

　　当客户端发送 EXEC 命令、触发事务执行时，服务器会对客户端的状态进行检查：

　　　　如果客户端的 REDIS_DIRTY_CAS 选项已经被打开，那么说明被客户端监视的键至少有一个已经被修改了，事务的安全性已经被破坏。服务器会放弃执行这个事务，直接向客户端返回空回复，表示事务执行失败。
　　　　如果 REDIS_DIRTY_CAS 选项没有被打开，那么说明所有监视键都安全，服务器正式执行事务。

#参考实现代码
def check_safety_before_execute_trasaction():

    if client.state & REDIS_DIRTY_CAS:

        # 安全性已破坏，清除事务状态

        clear_transaction_state(client)

        # 清空事务队列

        clear_transaction_queue(client)

        # 返回空回复给客户端

        send_empty_reply(client)

    else:

        # 安全性完好，执行事务

        execute_transaction()

　　Redis 事务的 ACID 性质，Redis 只能保证一致性和隔离性（执行时不被别的客户端打扰）

　　　　原子性：

　　　　　　单个 Redis 命令的执行是原子性的，但 Redis 没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以 Redis 事务的执行并不是原子性的。

　　　　　　如果一个事务队列中的所有命令都被成功地执行，那么称这个事务执行成功。

　　　　　　另一方面，如果 Redis 服务器进程在执行事务的过程中被停止 —— 比如接到 KILL 信号、宿主机器停机，等等，那么事务执行失败。

　　　　　　当事务失败时，Redis 也不会进行任何的重试或者回滚动作。

　　　　一致性：

　　　　　　Redis 的一致性问题可以分为三部分来讨论：入队错误、执行错误、Redis 进程被终结。

　　　　　　入队错误：在命令入队的过程中，如果客户端向服务器发送了错误的命令，比如命令的参数数量不对，等等，那么服务器将向客户端返回一个出错信息，并且将客户端的事务状态设为 REDIS_DIRTY_EXEC 。因此，带有不正确入队命令的事务不会被执行，也不会影响数据库的一致性。

redis 127.0.0.1:6379> MULTI

OK

redis 127.0.0.1:6379> set key

(error) ERR wrong number of arguments for 'set' command

redis 127.0.0.1:6379> EXISTS key

QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> EXEC

(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.

　　　　　　执行错误：如果命令在事务执行的过程中发生错误，比如说，对一个不同类型的 key 执行了错误的操作，那么 Redis 只会将错误包含在事务的结果中，这不会引起事务中断或整个失败，不会影响已执行事务命令的结果，也不会影响后面要执行的事务命令，所以它对事务的一致性也没有影响。

　　　　隔离性：

　　　　　　Redis 是单进程程序，并且它保证在执行事务时，不会对事务进行中断，也不会执行其他客户端的命令，事务可以运行直到执行完所有事务队列中的命令为止。因此，Redis 的事务是总是带有隔离性的。

　　　　持久性：

　　　　　　事务的持久性由 Redis 所使用的持久化模式决定。

　　参考：http://redisbook.readthedocs.io/en/latest/feature/transaction.html

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