Redis事务如何实现

ACID属性说明

原子性(Atomicity)

事务中的全部操作在数据库中是不可分割的，要么全部完成，要么全部不执行。

一致性(Consistency)

事务的执行使数据从一个状态转换为另一个状态,在事务开始之前和事务结束之后，数据库的完整性约束没有被破坏。

隔离性(Isolation)

事务的隔离性要求每个读写事务的对象对其他事务的操作对象相互分离，即该事务提交前对其他事务都不可见。

持久性(Durability)

数据库执行事务后，数据的修改要被持久化保存下来。当数据库重启后，数据的值需要是被修改后的值。

Redis如何实现事务

实现原理

Redis事务的执行包含了三个步骤，具体如下：

• 客户端使用MULTI命令显式地开启一个事务。

• 服务器端接收到客户端发送的具体操作（例如增删改数据），并在事务中执行。这些操作就是Redis 本身提供的数据读写命令，虽然这些命令被客户端发送到了服务器端，但是Redis实例只是把这些命令暂存到一个命令队列中，并不会立即执行。

• 只有在收到 EXEC 命令并执行时，Redis才会提交事务并实际执行事务队列中的所有命令。

事务相关命令

• MULTI ：开启事务

• EXEC：提交事务，执行命令队列中所有的操作命令。

• DISCARD:放弃一个事务，清空命令队列，但是无法支持事务的回滚。

• WATCH:检测一个或多个键的值在事务执行的期间是否发生变化，如果发生变化，那么当前事务放弃执行。

Redis的事务如何支持ACID

Redis事务的支持原子性吗？

• 情况一：执行事务在入队时就报错，那么Redis会放弃事务执行，从而保证事务原子性。

• 情况二：命令在入队时没报错，但是实际执行时却报错，无法保证事务原子性。

情况一示例说明

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set t1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set t2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> setget t3
(error) ERR unknown command 'setget'
127.0.0.1:6379> set t4 v4
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get t4
(nil)

说明：在执行exec命令之前，如果发生语法错误(使用了不存在的命令)，那么命令入队时,Redis就会报错并且记录错误，等到执行Exec命令之后，Redi会拒绝所有提交的命令，事务执行失败。这种情况Reids的事务是可以支持原子性。

情况二示例说明

127.0.0.1:6379> multi 
OK
127.0.0.1:6379> incr s2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set a1 v1
QUEUED
127.0.0.1:6379> set a2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (error) ERR value is not an integer or out of range
2) OK
3) OK
127.0.0.1:6379> get a2
"v2"

说明: s2的值为v2，当执行incr命令时报报错，因为incr只能新增integer的类型值，但是这种情况下我们发现Redis的事务没有进行回滚，后面的命令能够执行成功，所以这种情况下时无法保证事务的原子性。

Redis事务的支持一致性吗？

情况一：命令入队时就报错

针对第一种情况，事务本身就会被放弃执行，所以可以保证事务的一致性。

情况二：命令入队时没报错，实际执行时报错

针对第二种情况，有错误的命令不会被执行，正确的命令可以正常执行，也不会改变数据库的一致性。

情况三：Exec执行命令Redis实例发生故障

• 如果Redis持久化设置为RDB，那么生成RDB快照不会在事务执行时执行，所以事务命令操作的结果不会被保存到RDB快照中，使用RDB快照进行恢复时，数据库里的数据也是一致的。

• 如果Reids持久化设置为AOF，而事务操作还没有被记录到AOF日志时，实例就发生了故障，那么，使用AOF日志恢复的数据库数据是一致的。如果只有部分操作被记录到了AOF日志，我们可以使用 redis-check-aof 清除事务中已经完成的操作，数据库恢复后也是一致的。

Redis事务的支持隔离性吗？

为了实现Redis的事务隔离性，需要使用watch命令。Watch的原理是，在事务执行前，监控一个或者多个键的变化时，当事务调用EXEC命令执行时，WATCH机制会先检查监控的键是否被其它客户端修改了。如果修改了监听的值，就放弃事务执行，避免事务的隔离性被破坏。

示例说明

客户端1：

127.0.0.1:6379> get blance
"100"
127.0.0.1:6379> watch blance
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decrby blance 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> incrby blance 10
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(nil)

客户端2：

127.0.0.1:6379> get blance
"100"
127.0.0.1:6379> set blance 90
OK
127.0.0.1:6379> get blance
"90"

说明：客户端1使用watch检测balance，在开启事务后，在客户端2执行更改balance的值操作，模拟其他客户端在事务执行期间更改watch监控的数据，然后再执行客户端1的EXEC命令，发现事务未成功执行。

Redis事务的支持持久性吗？

Redis的事务无法支持持久性，如果Redis使用了RDB模式，一个事务执行后，当下一次的RDB快照还未执行前，Redis发生了实例宕机，那么这种情况下，事务修改的数据是无法保证持久化的，如果Redis采用AOF模式，如论持久化配置为no、everysec和always都可能会存在数据丢失，所以，不管 Redis采用那种持久化模式，事务的持久性都无法支持。

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