Redis 讲解系列之 Redis的事务

今天药忘吃喽~ 2022-06-07 06:07 275阅读 0赞

## **Redis 讲解系列之 Redis的事务** ##

## **概念** ##

作为一个应用场景为缓存的Nosql，Redis 包含了事务的概念，可实际上Redis提供的事务不论从概念和实现程度上而言与一些 RDBMS 如Oracle、Mysql(Default as Innor DB Engine)的事务有着概念部分交叉，实现程度截然不同的区别。下面我们就来看看Redis的事务。

## **RDBMS Transaction(传统关系型数据库的事务)** ##

传统关系型数据一般包含事务特性ACID：原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation，又称独立性）、持久性（Durability）。

*  原子性（Atomicity）  
    整个事务中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不可能停滞在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误，会被回滚（Rollback）到事务开始前的状态，就像这个事务从来没有执行过一样。
 *  一致性（Consistency）  
    指数据库事务不能破坏关系数据的完整性以及业务逻辑上的一致性。例如对银行转帐事务，不管事务成功还是失败，应该保证事务结束后ACCOUNTS表中Tom和Jack的存款总额为2000元。
 *  隔离性（Isolation，又称独立性）  
    指的是在并发环境中，当不同的事务同时操纵相同的数据时，每个事务都有各自的完整数据空间。由并发事务所做的修改必须与任何其他并发事务所做的修改隔离。事务查看数据更新时，数据所处的状态要么是另一事务修改它之前的状态，要么是另一事务修改它之后的状态，事务不会查看到中间状态的数据。(关于事务的隔离级别我们将在Mysql 高级本分详细讲解)。
 *  持久性（Durability）  
    指的是只要事务成功结束，它对数据库所做的更新就必须永久保存下来。即使发生系统崩溃，重新启动数据库系统后，数据库还能恢复到事务成功结束时的状态。

--------------------

## **Redis Transaction** ##

*  Redis Txn. 是什么？
    
     *  可以一次执行多个命令，本质是一组命令的集合。一个事务中的所有命令都会序列化，按顺序地串行化执行而不会被其它命令插入，不许加塞。
 *  Redis Txn. 能干嘛？
    
     *  一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令。
 *  Redis Txn. Core Conception.
    
     *  Redis Txn.常用命令  
        参考链接之一:[http://www.runoob.com/redis/redis-transactions.html][http_www.runoob.com_redis_redis-transactions.html]
        
         *  MULTI  
            
            
             *  标记一个事务块的开始。
         *  EXEC  
            
            
             *  执行所有事务块内的命令。
         *  DISCARD  
            
            
             *  取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。
         *  WATCH key \[key …\]  
            
            
             *  监视一个(或多个) key ，如果在事务执行之前这个(或这些) key 被其他命令所改动，那么事务将被打断。
         *  UNWATCH  
            
            
             *  取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。
     *  Redis Txn. 常遇到的4种Case。  
        下面我总结一下我们在使用Redis时常遇到的几种情况。
        
         *  正常执行  
            正常使用Redisa Txn.即Redis 命令没有错误，能够将命令加入队列。  
            ![这里写图片描述][SouthEast]
         *  放弃事务  
            在开启事务，且命令入队了以后需要取消或者放弃事务。(常用于业务逻辑中)。  
            ![这里写图片描述][SouthEast 1]
         *  全体连坐  
            开启事务，当队列中出现命令执行错误时，Redis将放弃整个事务。示例如下：  
            ![这里写图片描述][SouthEast 2]
         *  冤头债主  
            开启事务，队列中无命令错误，在执行Redis Txn.出现错误，此时无法执行成功的命令将会回滚，其他的命令依旧执行，如下图所示。  
            ![这里写图片描述][SouthEast 3]
            
             *  Watch 监控(Redis的‘锁’的概念)
             *  在传统的RDBMS 中有表锁行锁的概念，已Mysql 两种 Engie为例子：
                
                 *  MyISM：表所，不支持高并发，不支持事务…
                 *  Innor DB：行锁，支持高并发，支持事务….
             *  Redis 的 Watch  
                WATCH命令可以监控一个或多个键，一旦其中有一个键被修改（或删除），之后的事务就不会执行。监控一直持续到EXEC命令（事务中的命令是在EXEC之后才执行的，所以在MULTI命令后可以修改WATCH监控的键值）。
         *  悲观锁/乐观锁/CAS(Check And Set)
            
             *  悲观锁  
                
                
                 *  悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁
             *  乐观锁
                
                 *  乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量，乐观锁策略:提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新。
             *  CAS
                
                 *  CAS是一种更新的原子操作，比较当前值跟传入值是否一样，一样则更新，否则失败。  
                    CAS顶多算是乐观锁写那一步操作的一种实现方式罢了，不用CAS自己加锁也是可以的。
 *  Redis Watch 执行过程以及例子
    
     *  以 初始化信用卡可用余额和欠额为例子
     *  无加塞篡改，先监控再开启multi，保证两笔金额变动在同一个事务内
     *  有加塞篡改，监控了key，如果key被修改了，后面一个事务的执行失效
     *  unwatch
     *  一旦执行了exec之前加的监控锁都会被取消掉了
     *  Watch指令，类似乐观锁，事务提交时，如果Key的值已被别的客户端改变，比如某个list已被别的客户端push/pop过了，整个事务队列都不会被执行。
     *  例子  
        ![这里写图片描述][SouthEast 4]
     *  小结  
        
        
         *  通过WATCH命令在事务执行之前监控了多个Keys，倘若在WATCH之后有任何Key的值发生了变化，EXEC命令执行的事务都将被放弃，同时返回Nullmulti-bulk应答以通知调用者事务执行失败。
 *  Redis Txn. 的三个阶段
    
     *  开启：以MULTI开始一个事务。
     *  入队：将多个命令入队到事务中，接到这些命令并不会立即执行，而是放到等待执行的事务队列里面。
     *  执行：由EXEC命令触发事务。
 *  Redis Txn. 的三个特性
    
     *  **单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。**
     *  **没有隔离级别的概念：队列中的命令没有提交之前都不会实际的被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行，也就不存在”事务内的查询要看到事务里的更新，在事务外查询不能看到”这个让人万分头痛的问题。**
     *  **不保证原子性：redis同一个事务中如果有一条命令执行失败，其后的命令仍然会被执行，没有回滚。**

[http_www.runoob.com_redis_redis-transactions.html]: http://www.runoob.com/redis/redis-transactions.html
[SouthEast]: /images/20220607/1f3f5a69f9f146bdad821ef31f47cf6f.png
[SouthEast 1]: /images/20220607/e334f9cef1284e6888c738505296bcaf.png
[SouthEast 2]: /images/20220607/f4947f0e80fc4150868ead58ae3fb4a6.png
[SouthEast 3]: /images/20220607/158e30ddf8a54044ae7b2f5df28f5c49.png
[SouthEast 4]: /images/20220607/aa759e6d0ed14ad88f9f4829f064237c.png