redis之事务分析

写在前面

本文一起看下redis提供的事务功能。

1：事务的ACID

A(Atomic)原子性，C（Consitency）一致性，I（Isolation）隔离性，D（Durability）持久性，其具体要求如下：

A：事务中所有的操作必须是原子的，要么全部执行，要么全部不执行。
C：事务执行前后，数据的状态不发生改变。
I：事务之间的数据不能相互影响，即不能同时修改相同的数据。
D：事务执行后，修改是持久的，即会保存到磁盘，保证不丢失。

一个完备的事务机制必须满足以上的四个特性，但也并不是必须全部满足。那么Redis事务针对这四个特性的满足情况如何呢，我们一起来看下。

2：Redis是如何支持事务的

Redis通过multi，exec来支持事务，执行multi后代表开始一个事务，接着我们就可以执行各种Redis指令，这些指令会被存储到一个队列中，等到执行exec时一起执行（可以保证以原子的方式执行），如下：

3：Redis事务对ACID的支持

3.1：A

A,Atomic，原子性，我们需要通过几种情况来分析。

3.1.1：所有命令都可正确执行

假如事务队列中的所有命令都能正确执行，Redis能保证其执行的原子性。

3.1.2：入队时发现命令错误

如果是入队时Redis就发现命令错误了，比如使用了一个不存在的指令PUT,当执行exec时，Redis会拒绝执行事务队列中的命令，如下：

127.0.0.1:6379> get a:stock
"1"
127.0.0.1:6379> get b:stock
"100"
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decr a:stock
QUEUED
127.0.0.1:6379> incr b:stock
QUEUED
127.0.0.1:6379> PUT k v
(error) ERR unknown command 'PUT'
127.0.0.1:6379> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get a:stock
"1"
127.0.0.1:6379> get b:stock
"100"

可以看到事务并没有执行，a:stock和b:stock的值也并没有改变。此时满足原子性。

3.1.3：执行时发现命令错误

有些命令，入队时Redis无法发现错误，但是执行时会错误，比如LPOP操作错误的数据类型，如下：

127.0.0.1:6379> get a:stock
"0"
127.0.0.1:6379> get b:stock
"100"
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decr a:stock
QUEUED
127.0.0.1:6379> lpop b:stock
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) -1
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
127.0.0.1:6379> get a:stock
"-1"

可看到lpop b:stock执行错误，但是队列中其他指令正常执行了，此时不符合原子性。虽然有错误，Redis也没有回滚，因为Redis并没有提供回滚机制，虽然Redis没有提供事务回滚机制，但是却提供了discard命令，用来主动放弃事务，类似于MySQL的rollback，但只是一种主动的操作，如下：

127.0.0.1:6379> get a:stock
"-1"
127.0.0.1:6379> get b:stock
"100"
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> decr a:stock
QUEUED
127.0.0.1:6379> incr b:stock
QUEUED
127.0.0.1:6379> discard
OK
127.0.0.1:6379> get a:stock
"-1"
127.0.0.1:6379> get b:stock
"100"

3.2：C

C，Consistency，一致性，分成以下几种情况分析。

3.2.1：所有命令都可正确执行

此时因为所有的命令都正确执行了，所以能够保证一致性。

3.2.2：入队时发现命令错误

入队时发现命令，事务队列中的所有命令都不会执行，此时能够保证一致性。

3.2.3：执行时发现命令错误

执行命令时发现命令错误，此时，部分命令执行了，错误命令没有执行，不能保证一致性。

3.3：I

I，Isoation，隔离性，需要配合watch机制才能实现，watch机制的意思是，事务执行前，先监听某个key，在exec执行时，如果被监听的key发生了变化，则事务会放弃执行，如下：

此时隔离性是得到了保证的，因为相同的数据没有同时被不同的事务修改。如果是不使用watch机制的话，相同的值会同时被不同客户端修改，此时不具备隔离性，如下：

3.4：D

D，Durability，持久性，如果是Redis没有开启rdb或aof的话，不具备持久性，因为数据只会在内存，重启就丢失。然后看下开启了rdb或aof 的情况。

3.4.1：开启rdb

事务执行后，并不会立即生成快照，此时数据库宕机，数据会丢失，不具备持久性。

3.4.2：开启aof

appendfsync当配置为no，everysec时，事务执行后如果发生了数据库宕机，数据会丢失，不具备持久性。当配置为always时，数据其实也并不是直接写到aof文件中，而是先写到内存中，后续再同步到aof文件，因此，此时也不具备持久性。总结就是开启aof也不能让Redis具备持久性。

4：Redis ACID都支持啥

从前面的分析，Redis事务使用到的命令如下：

支持情况如下：

原子性：支持，当事务队列中的命令都正确时，redis会以原子的方式来执行。
一致性：支持，只有当命令执行时才发现错误时不支持，但是存在支持的场景我们就可以认为其支持。
隔离性：支持，需要配合watch机制。
持久性：不支持，但是redis作为内存数据库，这项不支持，其实影响不大。

写在后面

参考文章列表：

事务的【ACID】四大原则 。