介绍
Redis通过MULTI
、EXEC
、WATCH
等命令来实现事务功能。
事务提供了一种将多个命令请求打包,然后一次性、按照顺序地执行多个命令的机制,并且在事务执行期间,服务器不会因为其他客户端请求而中断事务的执行功能,他会将事务中的所有命令都执行完毕,才会去处理客户端的请求
通过MULTI和EXEC这两个命令就能完成一个简单的事务
- MULTI开启事务的标志
- EXEC事务结束的标志
127.0.0.1:6379> set name "zhangsan"
QUEUED
127.0.0.1:6379> set age 18
QUEUED
127.0.0.1:6379> get name
QUEUED
127.0.0.1:6379> get age
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) "zhangsan"
4) "18"
事务执行的原理
一个事务从开始到结束通常会经历以下三个阶段:
- 事务开始
- 命令入队
- 事务执行
1. 事务开始
MULTI命令的执行 标志着事务的开始
MULTI命令将客户端从非事务状态切换到事务状态,主要是通过修改客户端的一个状态标志位来完成的
2. 命令入队
当一个客户端处于非事务状态时,客户端发送的命令会立即被服务器执行
但是,当一个客户端切换到事务状态之后,服务器就会根据发来的不同命令执行不同的操作:
- 如果是客户端发送的MULTI、DISCARD、WATCH、EXEC四个命令中的一个时,服务器会立即执行这个命令
- 除了以上四个命令之外的所有命令,服务器并不会立即执行这个命令,而是将这个命令放入到一个事务队列里,向客户端返回QUEUED回复
3. 事务队列
处于事务状态的客户端,在服务端都会有一个事务队列,这个队列中按照先进先出的方式保存了客户端的命令,同时还会有一个变量来表示队列的长度,即命令的数量。
4. 执行事务
当一个处于事务状态的客户端发送EXEC命令时,这个EXEC命令将立即被服务器执行。
服务器会遍历这个客户端的事务队列,顺序执行队列中的所有命令,最后将执行的结果全部返回给客户端,这个过程是不会被打断的
也就是说,客户端只有在发送了EXEC命令后,才会真正得到前面那些命令的结果。
WATCH命令
WATCH命令是一个乐观锁,他可以在EXEC命令执行之前,监视任意数量的key,并在EXEC命令执行时,会检查这些key是否已经被修改过了,如果是,则服务端将拒绝执行这个事务,并向客户端返回代表失败的标识。
即,WATCH命令会监视指定的key,如果在本客户端事务的过程中,其他客户端修改了这个key对应的value,那么在本客户端执行EXEC时,WATCH就会发现先检测有没有被修改过,如果是,则服务端拒绝执行这个客户端的事务
WATCH命令必须在MULTI和EXEC之外,不能在这两者之间
正确示例
127.0.0.1:6379> WATCH name
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> get name
QUEUED
127.0.0.1:6379> get age
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil)
事务的ACID
在关系型数据库中事务有ACID的特性:
- 原子性:一组命令要么全部执行,要么全部不执行
- 一致性:事务开启前后完成后,数据是一致的
- 隔离性:一个数据在不同事务中是如何表现的
- 持久性:数据是持久的,不会消失的
在Redis中,也能说满足这四个特征,并不是完全满足。
原子性
对于关系型数据库来说,事务中的多个操作当做一个整体,要么全部执行,要么全部不执行。
对于Redis事务来说,事务队列中的命令要么就是全部要执行,要么一个都不执行,因此Redis是具有原子性的。
当客户端的一条命令是语法错误的,那么在入事务队列时,就会报错,整个事务队列中的命令就不会执行
Redis事务与关系型数据库事务的最大区别是,Redis事务不支持回滚机制,当服务端执行事务队列里的命令时,一条命令出现了错误,下面的命令依然会被执行下去,直到整个事务队列执行完成
一致性
“一致”指的是,数据在事务前后,数据是正确的,符合业务逻辑及数据库本身的规范
我说一下数据可能会不一致的情况:
- 命令入队错误,一个客户端事务的命令在入队时,若此命令非法(不存在或语法错误),则Redis拒绝执行这个客户端端的事务。对于这个事务来说,事务执行前后的数据是一致的。
- 出队错误,服务端在执行事务队列中的命令时,此时发生了错误,由于不存在回滚机制,同时事务也不能被中断,因此下面的命令还是会继续执行,此时事务执行完成后,可能会导致数据不一致性。
- 服务器宕机:
- 服务器并没有开启持久化机制,那么重启后内存中的数据是空的,这么来看数据是一致的。
- 如果是RDB持久化模式下,那么在重启时,会恢复数据,从之前的一致性恢复到另一个一致性状态,也算是一致的。
- 如果是AOF持久化模式下,那么在重启时,同样会恢复数据,此时的数据也是一个一致性状态
隔离性
因为Redis使用的是单线程的方式来执行事务,同一时刻,只有一个事务在执行,同时事务执行期间不会被打断,因此事务之间是具有隔离性的
持久性
Redis事务的持久性是由Redis的持久化机制来来保障的。
- 当服务器没有开启持久化模式,那么事务不具有持久性,一旦宕机,数据就会消失
- 当服务器在RDB持久化模式下,服务器只会在特定条件被满足时,才会执行BGSAVE命令来持久化数据,保存的是某一时刻的数据,并且异步BGSAVE下,不能保证最新数据第一时间被持久化,因此RDB模式下,事务不具有持久性
- 当服务器在AOF持久化同步追加模式下,服务器每执行一条命令,就会将这个命令追加到AOF日志中,因此在同步AOF模式下,事务具有持久性。
- 当处于AOF异步追加模式下,并不能保证最新的命令被立即追加到AOF日志中,因此在异步AOF模式下,事务不具有持久性