Redis事务支持

        Redis通过MULTI、EXEC、WATCH等命令来实现事务(transaction)功能。事务提供了一种将多个命令请求打包,然后一次性、按顺序地执行多个命令的机制,并且在事务执行期间,服务器不会中断事务而去执行其他客户端的命令请求,它会将事务中的所有命令都执行完毕才去处理其他客户端的命令请求。

        下面是一个事务执行的过程:

        MULTI标志事务的开始,然后将命令一条一条地放进任务队列,最后通过EXEC命令执行队列中的所有任务。

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事务的实现

1.事务开始

2.命令入队

3.事务执行


事务开始

        MULTI命令执行标志着事务的开始。

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        MULTI命令将执行该命令的客户端从非事务状态切换至事务状态,这一切换是通过打开客户端状态flags属性中的REDIS_MULTI标识来完成的。

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命令入队

        当一个客户端处于非事务状态时,这个客户端发送的命令会立即被服务器执行。

        当一个客户端切换到事务状态之后,服务器会根据这个客户端发来的不同命令执行不同的操作:

        如果时EXEC、DISCARD、WATCH、MULTI四个命令中的一个,服务器就会立即执行这个命令。

        否则不会立即执行,而是将这个命令放进一个事务队列里面,向客户端返回QUEUED回复。

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事务队列

        每个Redis客户端都有自己的事务状态,这个事务状态保存在客户端状态的mstate属性里面。

        事务状态包含一个事务队列,以及一个已入队命令的计数器(事务队列的长度)

        事务队列是一个multiCmd类型的数组,数组中的每个multiCmd结构都保存了一个已入队命令的相关信息。

        事务队列以先进先出(FIFO)的方式保存入队的命令,较先入队的命令会被放到数组的前面,而较后入队的命令则会被放到数组的后面。

        比如执行下面的任务:

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事务状态如下图

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执行事务

        当一个处于事务状态的客户端向服务器发送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,执行队列中保存的所有命令,最后将执行命令所得的结果全部返回给客户端。

执行伪代码如下

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WATCH命令的实现

        WATCH命令是一个乐观锁(optimistic locking),它可以在EXEC执行之前,监视任意数量的数据库键,并在EXEC命令执行时,检查被监视的键是否至少有一个已经被修改过,如果被修改过,则服务器拒绝执行事务,并向客户端返回代表事务执行失败的空回复。

        在客户端A准备执行事务时,客户端B修改了name,所以EXEC返回一个空回复代表事务执行失败。

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使用WATCH命令监视数据库键

        每个Redis数据库都保存着一个watched_keys字典,这个字典的键是被某个WATCH命令监视的数据库键,而字典值则是一个链表,链表中记录了所有监视相应数据库键的客户端。

        客户端10086执行如下命令后,在链表中加上c10086

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监视机制的触发

        所有对数据库进行修改的命令,比如SET、LPUSH、SADD、ZREM、DEL、FLUSHDB等,在执行之后都会调用multi.c/touchWatchKey函数对watched_keys字典进行检查,查看是否客户端正在监视刚刚被命令修改过的数据库键,如果有的话,那么touchWatchKey函数会将监视被修改键的客户端的REDIS_DIRTY_CAS标识打开,表示该客户端的事务安全性已经被破坏。


判断事务是否安全

        当服务器接收到一个客户端发来的EXEC命令时,服务器会根据这个客户端是否打开了REDIS_DIRTY_CAS标识来决定是否执行事务。

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总结:

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