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本文目录

本文导读

一、什么是Redis事务

二、Redis事务的特点

1、Redis事务没有隔离级别的概念

2、Redis不保证原子性

3、Redis 不支持回滚事务

4、Redis事务一致性consistency

5、Redis事务隔离性Isolation

6、Redis事务持久性Durability

三、Redis事务实战

1、Redis 事务语法 

2、Redis事务实现

四、Redis事务执行原理

1、Redis事务执行原理​​​​​​​

2、watch实现监控原理

总结

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本文导读

本文主要讲解Redis事务工作原理解析与实战，包括什么是Redis事务，Redis事务的特点，例如Redis事务没有隔离级别的概念、不保证原子性、不支持回滚事务等等，Redis事务实战的语法、实现，Redis事务执行的底层原理以及watch实现监控原理。

一、什么是Redis事务

事务本身是支持同时执行多个命令的集合。事务中的所有命令都将被序列化（串行化），在事务执行期间，队列中的命令将按顺序连续执行，其他客户端提交的命令请求将不会插入到事务执行命令序列中。

Redis事务的本质是命令的集合，同时也具有顺序性、排他性，可以一次执行多个命令。

二、Redis事务的特点

1、Redis事务没有隔离级别的概念

批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存，并不会被实际执行，也就不存在事务内的查询要看到事务里的更新，事务外查询不能看到。

2、Redis不保证原子性

Redis中，单条命令是原子性执行的，但事务不保证原子性，且没有回滚。事务中任意命令执行失败，其余的命令仍会被执行。

3、Redis 不支持回滚事务

What about rollbacks?Redis does not support rollbacks of transactions since supporting rollbacks would have a significant impact on the simplicity and performance of Redis.

https://redis.io/docs/manual/transactions/

Redis 在事务失败时不进行回滚，而是继续执行余下的命令。Redis命令只会由于语法错误或者命令使用在错误类型的键上失败。因为支持回滚会对Redis的简单性和性能产生重大影响，所有不需要对回滚进行支持，Redis 的内部可以保持简单且快速。

4、Redis事务一致性consistency

Redis事务可以确保在命令失败时回滚，数据可以恢复到执行前的状态，除非Redis进程意外终止。

5、Redis事务隔离性Isolation

Redis事务严格遵守隔离，因为Redis是单进程和单线程模式，可以确保命令执行过程不会被其他客户端命令中断。然而，Redis不像其他结构化数据库那样具有隔离级别设计。 

6、Redis事务持久性Durability

Redis事务不能保证持久性。这是因为RDB和AOF在Redis持久性策略中都是异步执行的。出于性能考虑，无法保证持久性。

三、Redis事务实战

1、Redis 事务语法 

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。

Redis提供了以下5个基本指令，MULTI、EXEC、DISCARD、WATCH、UNWATCH。

命令	格式	作用	返回值
MULTI	MULTI	标记一个事务块的开始。 显式开启Redis事务，后续命令将排队，等候使用EXEC进行原子执行	always OK.
EXEC	EXEC	执行所有事务块内的命令。 执行事务中的commands队列，恢复连接状态。如果WATCH在之前被调用，只有监测中的Keys没有被修改，命令才会被执行，否则停止执行（详见下文，CAS机制）	成功： 返回数组 —— 每个元素对应着原子事务中一个 command的返回结果; 失败： 返回NULL（Ruby 返回nil）;
DISCARD	DISCARD	取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。 清除事务中的commands队列，恢复连接状态。如果WATCH在之前被调用，释放监测中的Keys	always OK.
WATCH	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。 将给出的Keys标记为监测态，作为事务执行的条件	always OK.
UNWATCH	UNWATCH	取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。 清除事务中Keys的监测态，如果调用了EXEC或者 DISCARD，则没有必要再手动调用UNWATCH	always OK.

开启并执行事务

# 开启事务
MULTI
# 命令入队
set key1 1
set key2 2
# 执行事务
EXEC

开启并取消事务

# 开启事务
MULTI
# 命令入队
set key1 1
set key2 3
# 取消事务
DISCARD
# 观察数据未被改动
get key2

WATCH监控

# 事务开始前用WATCH监控k1
WATCH k1
set k1 11

# 开启事务
MULTI
# 修改k1值
set k1 v1
# 执行事务，发回nil，说明事务回滚
EXEC
(nil)

get k1
"11"

2、Redis事务实现

基于Lua脚本，Redis可以确保脚本中的命令以一次性和顺序的方式执行。同时，它不提供事务运行错误的回滚。如果某些命令在执行过程中运行不正确，其余命令将继续运行

基于中间标记变量，使用另一个标记变量来标识事务是否完成。读取数据时，首先读取标记变量以确定事务是否完成。然而，这将需要额外的代码来实现，这很麻烦

四、Redis事务执行原理

1、Redis事务执行原理​​​​​​​​​​​​​​

当客户端切换到事务状态时，服务器将根据客户端发送的不同命令执行不同的操作：如果客户端发送的命令是EXEC、DISCARD、WATCH和MULTI之一，服务器将立即执行该命令。

相反，如果客户端发送的命令不是EXEC、DISCARD、WATCH和MULTI，则服务器不会立即执行该命令，而是将该命令放置在事务队列中，然后向客户端返回QUEUED应答。

2、watch实现监控原理

WATCH命令可以为Redis事务提供检查和设置 check-and-set （CAS）行为。监控WATCH键，以查看它们是否已更改。

如果在执行EXEC之前至少修改了一个受监控的密钥，则整个事务将被取消。EXEC返回 nil，表示事务已失败。如果另一个客户端在WATCH之后和EXEC之前修改键值，则当前客户端的事务将失败。

程序需要做的是重试操作，直到没有冲突。这种类型的锁被称为乐观锁，在大多数情况下，不同的客户端将访问不同的密钥，并且很少发生冲突，因此通常不需要重试。

Redis 使用 WATCH 命令来决定事务是继续执行还是回滚，在这种情况下，您需要在 MULTI 之前使用WATCH监视某些键值对，然后使用 MULTI 命令启动事务并执行数据结构操作的各种命令。此时，这些命令将排队。

当EXEC用于执行事务时，它将首先比较 WATCH 监视的键值对。如果没有更改，它将执行事务队列中的命令并提交事务；如果发生更改，将不会执行事务中的任何命令，并且将回滚事务。当然，无论是否回滚，Redis 都会在事务之前取消 WATCH 命令。

总结​​​​​​​

本文主要讲解Redis事务工作原理解析与实战，包括什么是Redis事务，Redis事务的特点，例如Redis事务没有隔离级别的概念、不保证原子性、不支持回滚事务等等，Redis事务实战的语法、实现，Redis事务执行的底层原理以及watch实现监控原理。