Redis 事务简介

稍微了解 Redis 的朋友都知道,Redis 也提供了事务功能。但是 Redis 的事务和我们平时熟悉的关系型数据库中的事务是有区别的。

Redis 事务的本质是一组命令的集合:一个事务中所有命令都会被序列化到一个队列中,在事务执行过程,会按照顺序串行执行队列中的命令,这些命令要么全部得到执行,要么全部不执行。另外,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。

Redis 事务的使用

Redis 事务的基础是MULTIEXECDISCARDWATCH等命令。

这些命令的使用方式如下:

# 开启事务
MULTI
command1
command2
# 触发事务
EXEC

MULTI 命令用于开启一个事务,它总是返回 OKMULTI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。

EXEC命令负责触发并执行事务中的所有命令,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。 其中, 回复元素的先后顺序和命令发送的先后顺序一致。

当使用 AOF 方式做持久化的时候, Redis 会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。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。

另外,需要注意的是:如果客户端在使用 MULTI 开启了一个事务之后,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。

Redis 事务对错误的处理

使用事务时可能会遇上以下两种错误:

  • 事务在执行 EXEC 之前,入队的命令可能会出错。比如说,命令可能会产生语法错误(参数数量错误,参数名错误,等等),或者其他更严重的错误,比如内存不足(如果服务器使用 maxmemory 设置了最大内存限制的话)。
  • 命令可能在 EXEC 调用之后失败。举个例子,事务中的命令可能处理了错误类型的键,比如将列表命令用在了字符串键上面,诸如此类。

对于在执行 EXEC 之前发生的错误,服务器会对命令入队失败的情况进行记录,并在客户端调用 EXEC 命令时,拒绝执行并自动放弃这个事务。

至于那些在 EXEC 命令执行之后所产生的错误, 并没有对它们进行特别处理: 即使事务中有某个/某些命令在执行时产生了错误, 事务中的其他命令仍然会继续执行。

对于第二种情况,敏感的朋友会问:Redis 发现错误时会不会回滚已经执行成功的操作呢?答案是不会。

Redis 给出的理由是:

  • Redis 命令只会因为错误的语法而失败(并且这些问题不能在入队时发现),或是命令用在了错误类型的键上面:这也就是说,从实用性的角度来说,失败的命令是由编程错误造成的,而这些错误应该在开发的过程中被发现,而不应该出现在生产环境中。
  • 因为不需要对回滚进行支持,所以 Redis 的内部可以保持简单且快速。

如果我们的程序中确实需要对事务进行回滚,可以结合使用 Lua 脚本来实现事务。简单的做法是在事务开始前记录状态,如果在程序执行过程中发生了异常错误,将被修改的数据恢复到之前即可。

watch 命令的使用

WATCH 命令可以为 Redis 事务提供 check-and-set (CAS)行为。

被 WATCH 的键会被监视,并会发觉这些键是否被改动过了。 如果有至少一个被监视的键在 EXEC 执行之前被修改了, 那么整个事务都会被取消, EXEC 返回空来表示事务已经失败。

当发生被监控的键被改变时,程序需要做的就是不断重试这个操作, 直到没有发生碰撞为止。

下面我们来演示下 watch命令的使用:

127.0.0.1:6379> set csx:key:1 test
OK
127.0.0.1:6379> watch csx:key:1
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> ping message1
QUEUED
127.0.0.1:6379> ping message2
QUEUED
# 在执行 exec 之前,使用另外一个客户端将csx:key:1这个键的值修改了
127.0.0.1:6379> exec
(nil)

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。

如果你使用 WATCH 监视了一个带过期时间的键, 那么即使这个键过期了, 事务仍然可以正常执行。

当 EXEC 被调用时, 不管事务是否成功执行, 对所有键的监视都会被取消。另外, 当客户端断开连接时, 该客户端对键的监视也会被取消。

使用无参数的 UNWATCH 命令可以手动取消对所有键的监视。 对于一些需要改动多个键的事务, 有时候程序需要同时对多个键进行加锁, 然后检查这些键的当前值是否符合程序的要求。 当值达不到要求时, 就可以使用 UNWATCH 命令来取消目前对键的监视, 中途放弃这个事务, 并等待事务的下次尝试。

一个问题

当 Redis 客户端开启了事务,并且也输入了几个命名,但是客户端因为某些原因断开了。那么 Redis 服务端是怎么处理那些已经进入队列的命令的?

参考