Redis的事务机制能保证ACID属性吗？

事务 ACID 属性

用户如何开启Redis的事务？

使用redis-cli客户端来展示

Go语言编码使用事务

Redis 的事务机制能保证哪些属性？

1. 原子性

语法错误

运行错误

执行EXEC时，Redis发生故障

Redis对事务原子性属性的保证情况

2. 一致性

命令入队就错误

命令在实际执行时才报错

EXEC命令执行时，Redis发生故障

3. 隔离性

4. 持久性

总结

为什么要把这批操作称为事务呢？是因为一批操作在执行过程中想获得一些保证。而事务就提供了这些保证。

事务在执行的时候，会提供专门的属性保护，包括原子性、一致性、隔离性和持久性。

事务 ACID 属性

原子性(Atomicity)

事务的整个过程如原子操作一样，最终要么全部成功，或者全部失败，这个原子性是从最终结果来看的，从最终结果来看这个过程是不可分割的。业务应用使用事务时，原子性也是最被看重的一个属性。

一致性(Consistency)
一个事务必须使数据库从一个一致性状态变换到另一个一致性状态，是指数据库中的数据在事务执行前后是一致的。

比如说转账，用户A余额200元，用户B余额100元，A给B转账100元，事务结束后，用于A余额是100元，用户B余额是200元，这个就是一致性。如果A上的钱减少了，而B上的钱却没有增加，那么我们认为此时数据处于不一致的状态。

隔离性(Isolation)
一个事务的执行不能被其他事务干扰。它要求数据库在执行一个事务时，其它操作无法存取到正在执行事务访问的数据。

比如某件商品库存10件，在一个事务过程中，用户A对该商品下单6件，而另外，用户B也对该商品下单5件，那累加后就超过库存数了，不符合业务要求。所以是，在事务的修改某数据时候，其他的不能修改该数据，但是可以访问该数据，但只能访问到事务开始前的值。这样就是两个进行了隔离。

持久性(Durability)
一个事务一旦提交，他对数据库中数据的改变就应该是永久性的。当事务提交之后，数据会持久化到硬盘，修改是永久性的。

用户如何开启Redis的事务？

事务的执行过程包含3个步骤，Redis提供了MULTI、EXEC两个命令来完成这三个步骤。

客户端使用 MULTI 命令显式表示开启一个事务
客户端吧事务中要执行的操作(比如增删改数据)发送给服务端。注意：这些命令虽然被客户端发送到了服务端，但Redis实例只是把这些命令暂存到一个命令队列中，并不会立即执行。
客户端向服务器发送提交事务的命令 EXEC,让数据库实际执行第二步中发送的具体操作。当服务端收到该命令后，才会真正执行命令队列中的所有命令。

使用redis-cli客户端来展示

事务过程中它们执行后的返回结果都是 QUEUED，这就表示，这些操作都被暂存到了命令队列，还没有实际执行。等到执行了 EXEC 命令后，可以看到返回了结果，这就表明，事务中的操作已经成功地执行了。

Go语言编码使用事务

func main() {
	client := redis.NewClient(&redis.Options{
		Addr:     "127.0.0.0.1:6379",
		Password: "", //若是设置了密码，就需要填写
		DB:       0,
	})

	ping, _ := client.Ping().Result()    //测试是否网络通
	fmt.Println(ping)

	//该方法注解//TxPipeline acts like Pipeline, but wraps queued commands with MULTI/EXEC.
	pipe := client.TxPipeline()
	val, _ := pipe.Set("key1", 100, 0).Result()
	fmt.Println("set key1 ", val) //该结果要在执行exec后才会有
	pipe.Set("key2", "200", 0)
	pipe.Get("key2")

	//执行命令队列中的命令
	_, err := pipe.Exec()
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	fmt.Println("执行exec 后 set key1 ", val)

	value1, err := client.Get("key1").Result()
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
		return
	}
	fmt.Println("key1: ", value1)
}

Redis 的事务机制能保证哪些属性？

1. 原子性

要求是批操作是全部成功或者全部失败。要是在事务过程中，出现了错误，Redis还能保证原子性吗？这个要分三种情况来分析。

语法错误

语法错误指的是命令的参数个数不正确，命令本身拼写错误等情况。

在执行EXEC命令时，客户端发送的操作命令本身就有错误（比如使用了不存在的命令），在命令入队时候就被Redis判断出来。

在命令入队时候，Redis就会报错并记录下该错误。而此时，我们还能继续提交命令。等到执行EXEC之后，Redis就会拒绝执行所有提交的命令操作，返回错误的结果。

这样，事务中的所有命令都不被执行，保证了原子性。

运行错误

运行错误是指输入的命令格式正确，但是在命令执行期间出现了错误。典型的及时命令和操作的数据类型不服务的情况。比如添加一个string类型的key，之后却对该key进行列表操作。

127.0.0.1:6379> set skey ss
OK
127.0.0.1:6379> lpush skey value
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

那么，事务操作入队时候，命令和操作的数据类型不匹配，但是Redis没有检查出错误。但是在执行完EXEC之后，Redis实际执行这些操作时候，会报错。但是，注意：Redis对错误命令报错，但还是会把正确的命令执行完。在这种情况下，事务的原子性就无法得到保证。

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set score 100
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> lpush score 200
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

上面的例子，命令和操作的数据类型不匹配的时候，set命令成功了，而lpush失败了。这个事务的原子性就没有得到保证。

DISCARD命令

到这里，你可能会疑惑，传统数据库(比如MySQL)在z执行事务的时候，会提供回滚机制，当事务执行发生错误的时候，事务中的所有操作都会被撤销，已经被修改的数据也会被恢复到事务执行前的状态。那么，在上面的例子中，若命令实际执行时报错了，是不是可以用回滚机制来恢复原来的数据呢？

其实，Redis没有提供回滚机制。Redis提供了DISCARD命令，但是，这个命令只能用来主动放弃事务执行，把暂存的命令队列情况，没起到回滚的效果。

执行EXEC时，Redis发生故障

事务的命令都是放入到一个命令队列中的，那么执行exec时候，执行了该事务的一半命令，而Redis出现故障，那这一半命令是执行成功的了。但是Redis出故障重启后，就需要通过RDB或者AOF文件去恢复数据。

AOF模式：现在一般都是开启AOF的，若开启了AOF的， Redis会首先去找AOF文件恢复数据。首先，这个事务的一半命令的操作记录是被记录到AOF日志中的了。但是这个事务是未完成的。使用redis-check-aof工具检测 AOF 日志文件，可以把未完成的事务操作从 AOF 文件中去除。这样一来，使用 AOF 文件恢复实例后，这个事务不会被再执行，从而保证了原子性。
RDB模式：若是只使用RDB模式，在执行事务时，Redis 不会中断事务去执行保存 RDB 的工作，只有在事务执行之后，保存 RDB 的工作才有可能开始。即是最新的 RDB 快照是在当前 EXEC 执行之前生成的。所以当 RDB 模式下的 Redis 服务器进程在事务中途出故障时，事务内执行的命令，不管成功了多少，都不会被保存到 RDB 文件里。通过RDB文件去恢复，这样就不会再次执行该事务的命令语句，从而保证了原子性。
不开启AOF和RDB：重启后内存中的数据就会全部丢失，也就谈不上原子性了。

Redis对事务原子性属性的保证情况

命令入队时就报错，会放弃事务执行，保证原子性；
命令入队时没有报错，在实际执行时报错，不保证原子性；
exec命令执行时，Redis实例故障，若开启了AOF或者RDB，可以保证原子性。

2. 一致性

其会受到错误命令、实例故障的影响。有三种情况：

命令入队就错误

在这种情况下，事务本身就会被放弃执行，那么就可以保证数据库的一致性。

命令在实际执行时才报错

在这种情况下，有错误的命令不会被执行，正确的命令可以正常执行，所以也不会改变数据库的一致性。

EXEC命令执行时，Redis发生故障

故障后进行重启，就会使用RDB或AOF文件来恢复数据。

纯内存模式。即是没有开启RDB或者AOF,，那实例故障重启后，数据就都没有了，数据库是一致的。
使用RDB快照模式。因为RDB快照不会在事务执行时执行，所以，事务命令的操作不会被保存到RDB快照中。使用RDB恢复时候，数据库里的数据也是一样的。
使用AOF。而事务操作还没有被记录到AOF日志时(即是命令已经有执行一条的，当时该记录还没有写入到磁盘中)，实例就发生故障。所以使用AOF日志恢复的数据库日志时一致的。若是只有部分操作被记录到了AOF日志，我们可以使用 redis-check-aof 清除事务中已经完成的操作，数据库恢复后也是一致的。

所以，总结来说，在命令执行错误或 Redis 发生故障的情况下，Redis 事务机制对一致性属性是有保证的。

3. 隔离性

这个属性有讲究。一开始时候，我认为Redis的执行命令部分是单线程的，那就是串行化，那肯定是有隔离性保障的。但是却不是这么简单的。

看一个场景,商品库存是10，用户A开启事务，把库存-5的操作存入到命令队列中，这时用户B把库存-5，这个操作是即刻执行的。那在真正执行事务命令前，库存就是3了。之后exec,那库存再-5，那就不符合业务要求的，那就是没有隔离性。

所以，不是说是单线程执行命令就是有隔离性保证的了。

Redis的隔离性保证，会受到和事务一起执行的并发操作的影响。而事务执行又可以分成 命令入队(exec命令执行前）和命令实际执行(exec命令执行后) 两个阶段。

并发操作在exec命令执行前，隔离性的保证要使用watch机制来实现，否则无隔离性(就是上面的例子）。
并发操作在exec命令后，此时，隔离性可以保证。

那要讲讲watch机制。其作用是，在事务真正执行前，监控该事务会操作的一个或多个键的变化情况，当事务调用exec执行时，watch机制会先检查监控的键是否被其他客户端修改了，若是修改了，就放弃事务执行，避免事务的隔离性被破坏。然后，客户可以再次执行事务，若此时没有并发修改数据的操作了，事务就能正常执行，隔离性也得到了保证。

watch机制，对于用户来说，就是使用watch命令，当时需要用户主动显性使用watch监听想要操作的键。比如上面的事务是想要操作键shop，所以就需要在mutli之前执行 watch shop。

执行exec时候，返回nil,表示放弃事务执行。这样一来，事务的隔离性就可以得到保证了。

而另一种情况：并发操作在 EXEC 命令之后被服务器端接收并执行。

这个就简单多了。因为Redis执行命令部分是单线程的，而且，exec命令执行后，Redis会保证先把命令队列中的命令执行完，之后才执行并发收到的命令。所以这时并发操作，不会影响到事务命令执行。所以，在该情况下，并发操作并不会破坏事务的隔离性。

4. 持久性

Redis是内存数据库，所以，其数据是否持久化保存是完全取决于Redis的持久化配置模式。

没有使用RDB或者AOF,事务的持久性肯定是得不到保证的。
使用RDB模式。在一个事务执行后，下一次的 RDB 快照还未执行前，如果发生了实例宕机，事务的持久性同样无法保证；
使用 AOF 模式。AOF 模式的三种配置选项 no 、everysec 都会存在数据丢失的情况。always 可以保证事务的持久性，但因为性能太差，在生产环境一般不推荐使用。

综上，redis 事务的持久性是无法保证的 。