Redis（五）事务

引用wiki中关于事务处理的定义：

Transaction processing is information processing in computer science that is divided into individual, indivisible operations called transactions. Each transaction must succeed or fail as a complete unit; it can never be only partially complete.

在计算机科学中，事务处理被分割成单个的、不可分割的操作叫做事务。事务特性是要么成功，要么失败。

Redis为什么需要事务

Redis是单线程，本身设计上保证了单个命令的执行具有线程安全。但是批命令操作，如何保证原子性？如：

set k v;
del k v;

这种两个命令的操作，需要原子性：要么全部被执行成功，要么全部执行失败。

Redis的事务特性

在Redis中事务需要保证两点：

原子性：要么全部执行要么全部不执行，主要通过multi和exec保证；
隔离性：批命令的执行中，不可再插入其他客户端请求的命令的执行；

Redis事务和DB事务的区别

原子性上的差异，DB事务中原子性保证要么全部被执行成功要么全部不执行（回滚）。Redis中的原子性表明要么全部被执行（有些命令可能会执行失败，执行失败并不回滚，后续会介绍）要么全部不执行。

DB事务的需要保证ACID特性，在事务的要求上更加的苛刻严格。Redis的事务特性只需要遵循以上两点特征。

对于Redis和DB事务的隔离性有很大差异，切勿弄混。Redis的隔离性是指事务操作中不可有其他的客户端命令的执行，而DB事务的隔离性更多是在数据可见性上的保证。

Redis事务是不支持回滚的。Redis认为操作失败只会因为命令语法导致错误，这种情况下，应该是开发测试中予以解决。还有回滚必然会影响Redis的性能。

如下：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set k v
QUEUED
127.0.0.1:6379> set m n
QUEUED
127.0.0.1:6379> set x y
QUEUED
127.0.0.1:6379> lpush x i e
QUEUED
127.0.0.1:6379> hset k key value
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) OK
4) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
5) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379> get k
"v"
127.0.0.1:6379> get x
"y"
127.0.0.1:6379>

前三个set命令都执行成功，但是后续的lpush、hset因为操作的key类型不对，全部失败，但是事务并没有回滚。但是Redis保证了事务的原子性——全部执行。

Redis对事务的支持

Redis主要是通过multi/exec/discard/watch几个命令操作实现对事务的支持的。

multi开启一个事务
exec执行提交事务
discard废弃事务
watch监视键值

原理：在Redis中通过维护队列的方式实现事务，将事务中批操作全部按顺序入队，在exec时，再批量执行。
错误处理：不同Redis版本在入队时遇到异常的处理情况是不一样的。Redis 2.6.5以后是入队前检查操作的正确性（如命令的参数数量错误），如果有错误，将返回错误响应，同时会将错误的命令操作记录，在执行exec时，判断是否有错误记录，如果有，放弃事务执行。这样方便流水线pipeline操作，减少client和redis server的通信。
exec执行时遇到的错误(如操作命令如key不符)，redis的处理方式是忽略执行错误的操作，继续处理后续操作。
上面原理介绍到multi开始事务，后续命令都会入队。所以只要将队列情况就可以废弃当前事务。
在DB中为了保证数据的一致性时，通常都是提供锁操作，比如Mysql中update时会有排它锁。但是Redis中并不是这样，因为排它锁属于悲观锁的一种，会对性能大打折扣。Redis提供了乐观锁机制给应用保证数据的一致性。
watch操作：Redis在开启事务之前，可以对事务中修改的key进行watch监视，在事务exec时，如果key在之前被其他的客户端修改，那么将放弃此次事务。watch可以在事务开始之前被调用多次，也可以一次调用监视多个key。
乐观锁的机制在java中的提现就是cas操作。关于乐观锁，后面会开相关的文章。

Redis中的另一种事务支持

在Redis2.6以后的版本中，除了以上的方式对事务的支持，Redis引入的Lua脚本方式也可以用于事务场景。在Redis中脚本的执行更加的简单和快速。

持久化对Redis事务的影响

当使用AOF方式持久化时，Redis会使用单个的write命令进行系统调用将事务写入磁盘。

参考

Transactions