Redis常用技术----事务

爱被打了一巴掌 2022-05-16 09:38 230阅读 0赞

### 一、事务 ###

Redis的事务是使用MULTI-EXEC的命令组合，使用它可以提供两个重要的保证：

*  事务是一个被隔离的操作，事务中的方法都会被Redis进行序列化并按顺序执行，事务在执行的过程中不会被其他客户端发生的命令所打断。
 *  事务是一个原子性的操作，它要么全部执行，要么全部不执行。

在Redis中使用事务会经过三个过程：

*  开启事务
 *  命令进入队列
 *  执行事务

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th>说明</th> 
   <th>备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>multi</td> 
   <td>开启事务命令，之后的命令会进入队列，而不会马上被执行</td> 
   <td>在事务生存期间，所有的Redis关于数据结构的命令都会入队</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>watch key1 [key2…]</td> 
   <td>监听某些键，当被监听的键在事务执行前被修改，则事务会被回滚</td> 
   <td>使用乐观锁</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>unwatch key1 [key2…]</td> 
   <td>取消监听某些键</td> 
   <td>-</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>exec</td> 
   <td>执行事务，如果被监听的键没有被修改，则执行命令，否则回滚命令</td> 
   <td>在执行事务队列存储命令前，Redis会检测被监听的键值对有没有发生变化，如果没有则执行命令，否则回滚事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>discard</td> 
   <td>回滚事务</td> 
   <td>回滚进入队列的事务命令，之后就不能再用exec命令提交了</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

在spring中要使用同一个连接操作Redis命令的场景，这时可以使用Spring提供的SessionCallback接口。

package com.codeliu.transaction;
    
    import java.util.List;
    
    import org.junit.Test;
    import org.springframework.context.ApplicationContext;
    import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
    import org.springframework.data.redis.core.RedisOperations;
    import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
    import org.springframework.data.redis.core.SessionCallback;
    
    /**
     * 测试Redis事务命令
     * @author liu
     */
    public class TestTransaction {
    	
    	@SuppressWarnings({ "resource", "rawtypes", "unchecked" })
    	@Test
    	public void testTransaction() {
    		ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext("spring.xml");
    		RedisTemplate rt = (RedisTemplate)applicationContext.getBean("redisTemplate");
    		@SuppressWarnings("unused")
    		SessionCallback callBack = (SessionCallback)(RedisOperations ops)->{
    			ops.multi();
    			ops.boundValueOps("key1").set("value1");
    			// 由于命令只是入队列而没有执行，所以此处采用get命令，value返回为null
    			String value = (String)ops.boundValueOps("key1").get();
    			System.out.println(value);
    			// list会保存之前入队列的所有命令执行结果
    			// 执行事务
    			List<String> list = ops.exec();
    			for(String l:list) {
    				System.out.println(l);
    			}
    			// 事务结束后，再获取value
    			value = (String)ops.boundValueOps("key1").get();
    			return value;
    		};
    		// 执行redis命令
    		String value = (String)rt.execute(callBack);
    		System.out.println(value);
    	}
    }

#### （1）Redis事务回滚 ####

先看下图  
![Redis事务遇到命令格式正确而数据类型不符合][Redis]

可以看到，key1的值为字符串，对他进行自增，事务执行时出现错误，但key1的值为value1,key2的值为空，**这说明在命令格式正确但执行出错的情况下，其之前之后的命令都会正常执行。**

再看下面的图  
![Redis事务遇到命令格式错误][Redis 1]

可以看到我们使用错误的命令格式，Redis能立即检测出来，之前之后的命令都不会执行，说明事务回滚了。

#### （2）使用watch命令监控事务 ####

![Redis执行事务过程][Redis 2]

Redis参考了多线程中使用的CAS（比较与交换）去执行的。CAS原理会产生ABA问题

![ABA问题][ABA]

上面表格显示的就是ABA问题。

仅仅记录一个旧值去比较是不足够的，还要通过其他方法避免ABA问题。常见的做法是加入一个version字段，每操作一次version就加1,这样通过version就知道该字段有没有被修改过。

Redis在执行事务的过程中，不会阻塞其他连接的并发，而只是通过比较watch监控的键值对去保证数据的一致性，所以多个Redis事务完全可以在非阻塞的多线程环境中并发执行，而且Redis的事务是不会产生ABA问题的。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>时刻</th> 
   <th>客户端1</th> 
   <th>客户端2</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>T1</td> 
   <td>set key value1</td> 
   <td></td> 
   <td>客户端1：返回OK</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T2</td> 
   <td>watch key1</td> 
   <td></td> 
   <td>客户端1：监控key1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T3</td> 
   <td>multi</td> 
   <td></td> 
   <td>客户端1：开启事务</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T4</td> 
   <td>set key2 value2</td> 
   <td></td> 
   <td>客户端1：事务命令入列</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T5</td> 
   <td>-</td> 
   <td>set key1 val1</td> 
   <td>客户端2：修改key1的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>T6</td> 
   <td>exec</td> 
   <td>-</td> 
   <td>客户端1：执行事务，先检查在T2时刻监控的key1是否被修改过，因为被修改过，所以会回滚事务，事实上如果客户端2执行的是set key value1命令，它也会被认为修改过，然后返回nil，所以不会出现ABA问题</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![测试Redis事务回滚][Redis 3]

[Redis]: /images/20220516/69bb54ab8cd14296a0849c30e22a2d1f.png
[Redis 1]: /images/20220516/622979cd6e6d4a63a45211211b7c5139.png
[Redis 2]: /images/20220516/7970eeccd333477790118657374083c5.png
[ABA]: /images/20220516/ae4777ca83eb44e9b95b4be4d0a00a68.png
[Redis 3]: /images/20220516/cc06de2f521c46189bf52775336b91b8.png