查看“Redis：事务（transaction）”的源代码

[[category:Redis]]

== 什么是事务？ ==
<pre>
事务：是指一系列操作步骤，要么完全地执行，要么完全地不执行。
</pre>
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。事务在执行的过程中，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。


Redis 中的事务（transaction）是一组命令的集合，至少是两个或两个以上的命令，redis 事务保证这些命令被执行时中间不会被任何其他操作打断。<br/>


== Redis事务控制 ==
Redis 事务可以一次执行多个命令， 并且带有以下三个重要的保证：
# 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
# 收到 EXEC 命令后进入事务执行，事务中任意命令执行失败，其余的命令依然被执行。
# 在事务执行过程，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。


注意：
* '''Redis 事务不支持回滚'''。（支持回滚的复杂操作会使 Redis 放弃其简单高效的特性）
* '''Redis 事务不保证原子性'''。（该成功的成功，该失败的失败）


一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：
# 开始事务。
# 命令入队。
# 执行事务。


=== 事务命令 ===
{| class="wikitable"
! 命令 !! 描述 
|-
| MULTI || 标记一个事务块的开始。
|-
| EXEC || 执行所有事务块内的命令。
|-
| DISCARD || 取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。
|-
| WATCH key [key ...] || 监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。
|-
| UNWATCH || 取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。
|}
# '''MULTI''' ：用于'''开启事务'''，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 EXEC 命令被调用时， 所有队列中的命令才会被执行。
#* 调用 DISCARD ， 客户端可以清空事务队列， 并放弃执行事务。
# '''EXEC'''：负责'''触发并执行'''事务中的所有命令：
#* 如果客户端使用 MULTI 开启事务之后，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；如果开启事务之后成功执行 EXEC，那么事务中的所有命令都会被执行。
#* 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）。
# '''DISCARD'''：用于'''放弃事务'''，事务队列会被清空，并且客户端会从事务状态中退出。
# '''WATCH''' 使得 EXEC 命令需要有条件地执行：事务只能在所有被监视键都没有被修改的前提下执行，如果这个前提不能满足的话，事务就不会被执行。


<pre>
当使用 AOF 方式做持久化的时候， Redis 会使用单个 write(2) 命令将事务写入到磁盘中。

然而，如果 Redis 服务器因为某些原因被管理员杀死，或者遇上某种硬件故障，那么可能只有部分事务命令会被成功写入到磁盘中。

如果 Redis 在重新启动时发现 AOF 文件出了这样的问题，那么它会退出，并汇报一个错误。

使用 【redis-check-aof】 程序可以修复这一问题：它会移除 AOF 文件中不完整事务的信息，确保服务器可以顺利启动。
</pre>

当客户端处于事务状态时， 所有传入的命令都会返回一个内容为 '''QUEUED''' 的状态回复（status reply）， 这些被入队的命令将在 EXEC 命令被调用时执行。

=== 事务示例 ===
以下是一个事务的例子， 它先以 MULTI 开始一个事务， 然后将多个命令入队到事务中， 最后由 EXEC 命令触发事务， 一并执行事务中的所有命令：
<syntaxhighlight lang="java" highlight="">
redis 127.0.0.1:6379> MULTI
OK

redis 127.0.0.1:6379> SET book-name "Mastering C++ in 21 days"
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> GET book-name
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> SADD tag "C++" "Programming" "Mastering Series"
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> SMEMBERS tag
QUEUED

redis 127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) "Mastering C++ in 21 days"
3) (integer) 3
4) 1) "Mastering Series"
   2) "C++"
   3) "Programming"
</syntaxhighlight>


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'''。


'''事务可以理解为一个打包的批量执行脚本，但批量指令并非原子化的操作，中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚，也不会造成后续的指令不做'''。【<big>'''不支持回滚，不保证原子性'''</big>】

如下：
<syntaxhighlight lang="java" highlight="">
redis 127.0.0.1:7000> multi
OK
redis 127.0.0.1:7000> set a aaa
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set b bbb
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> set c ccc
QUEUED
redis 127.0.0.1:7000> exec
1) OK
2) OK
3) OK
</syntaxhighlight>
如果在 set b bbb 处失败，set a 已成功不会回滚，set c 还会继续执行。

=== 事务情况【？？？】 ===
Redis 事务不支持回滚，'''如果遇到问题，会继续执行余下的命令'''。
* '''只有语法错误，Redis 才会执行失败'''。


正常情况：
# MULTI：用MULTI命令告诉Redis，接下来要执行的命令你先不要执行，而是把它们暂时存起来 【开启事务】
# SADD "user1" 2：第一条命令进入等待队列【命令入队】
# SADD "user2" 1：第二条命令进入等待队列【命令入队】
# EXEC：告知redis执行前面发送的两条命令【提交事务】


异常情况：【？？？】
# MULTI：正常命令
# SET key value：正常命令
# SET key：命令语法错误
# EXEC：无法执行事务，那么第一条正确的命令也不会执行，所以key的值不会设置成功


例外情况：
# MULTI：正常命令
# SET key v1：正常命令
# INCR key：此命令错误，字符串不能自增
# EXEC：
## 事务依然提交了，key的值被设置为v1，自增操作执行失败，但整个事务没有回滚
## 可以放弃事务：discard


放弃情况：
# MULTI：开启事务
# SET age 25：命令入队
# SET age 30：命令入队
# DISCARD：放弃事务，则命令队列不会被执行

== Redis事务复杂情况实现 ==

=== 悲观锁 ===
悲观锁（Pessimistic Lock）：每次去拿数据的时候都认为别人会修改该数据，所以每次在拿数据的时候都会先上锁，这样别人想拿这个数据就会 block 阻塞直到它拿到锁。
* 传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁，让别人无法操作该数据。

=== 乐观锁 ===
乐观锁（Optimistic Lock）：每次去取数据的时候都认为别人不会修改该数据，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这条数据，一般使用'''版本号机制'''（类比于MySQL的“MVCC”）进行判断。
* 乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量。
* 乐观锁大多数情况是基于数据版本号（version）的机制实现的：为数据增加一个版本标识。
*: 在基于数据库表的版本解决方案中，一般是通过为数据库表添加一个“version”字段来实现读取出数据时，将此版本号一同读出，之后更新时，对此版本号加 1。此时，将提交数据的版本号与数据库表对应记录的当前版本号进行比对，如果提交的数据版本号大于数据库表当前版本号，则予以更新，否则认为是过期数据，不予更新。


乐观锁实现举例：
: [[File:乐观锁实现举例.png|600px]]

=== '''watch 机制'''实现乐观锁 ===
监视一个（或多个）key ，'''如果在事务exec执行之前这个（或这些）key 被其他命令所改动，那么事务将被打断'''。


示例：
# set k1 1：设置 k1 值为 1；
# watch k1：监视 k1；【开始监视 k1，则其他客户端或事务不能修改 k1 的值】
# set k1 2：设置 k1 值为 2；
# multi：开始事务；
# set k1 3：修改 k1 值为 3；
# exec：提交事务；
如上，k1 的值仍然是 2，而不会被修改为 3，因为在事务开启之前 k1 的值被修改了；