Transaction(事务)是计算机的特有术语,它一般指单个逻辑工作单位,由一系列的操作组合而成,在这些操作执行的时候,要么都执行成功,要么都不执行,防止数据结果的不一致性。
简而言之,事务是一个不可分割的工作逻辑单位。为了衡量工作单元是否具备事务能力,需要满足四个特征:ACID,即 原子性(Atomicity,或称不可分割性)、一致性(Consistency)、隔离性(Isolation,又称独立性)、持久性(Durability)。
Redis 支持事务机制,他实现事务的关键命令包括:
MULTI、EXEC、DISCARD 、 WATCH
根据上述命令,Redis 事务的执行过程包含三个步骤:
Client 通过 MULTI 命令显式开启一个事务,随后执行的操作将会暂时缓存在Queue中,实际并没有立即执行。
Client 端 把事务中的要执行的一系列操作指令发送到Service 端。 Redis服务端 实例接收到指令之后,并不是马上执行,而是暂存在命令队列中。
当Client端向Service端发送的命令都Ready了之后,可以发送提交执行或者丢弃事务的命令,如果是执行则操作队列中的具体指令,如果是丢弃则是清空队列命令。
通过 MULTI 和 EXEC 执行一个事务过程:
#开启事务
> MULTI
OK
# 定义一系列指令
> set 'name' 'brand'
QUEUED
> set 'age' 18
QUEUED
> INCR 'age'
QUEUED
> GET 'name'
QUEUED
> GET 'age'
QUEUED
# 实际执行事务
> EXEC
# 获取执行结果
1) OK
2) OK
3) 19
4) "brand"
5) "19"
从上面可以看出来,每个读写指令执行后的返回结果都是 QUEUED,代表这些操作只是暂存在指令队列中,并没有实际执行。
当发送了 EXEC 命令之后,才真正执行并获取结果。
通过 MULTI 和 DISCARD 丢弃执行,清空指令队列:
# 初始化订数据
> SET 'name' 'brand'
OK
> SET 'age' 18
OK
# 开启事务
> MULTI
OK
# 数据增量1
> INCR 'age'
QUEUED
# 丢弃
> DISCARD
OK
# 执行结果是增量前的数据
> get 'age'
"18"
体现原子性,再发生故障的时候,要么执行都成功,要么执行都失败
# 开启事务
> MULTI
OK
# 初始一个数据
> SET 'age' 18
OK
# 对该数据进行更新,但Redis不支持该命令,返回报错信息
> UPD 'age' 17
(error) ERR unknown command `UPD`, with args beginning with: `age`, `17`,
# 继续发送一个指令 ,降低age的值,该指令是正确的
> DECR 'age'
QUEUED
# 执行exec,但是之前有错误,所以Redis放弃了事务,不再执行
> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
类似MySQL的事务,Redis 事务一次性可以执行多个指令, 而这多个指令通过以下的方式来保证:
在事务执行的过程中,可能遇到这几种命令执行错误:
执行前错误是指命令入队(Queue)时,Redis 就会发现并记录报错。
即使执行了 EXEC命令之后,Redis也会拒绝执行指令队列中的所有指令,返回事务失败的结果。
这样一来,所有的指令都不会被执行,保持了原子性。下面是指令入队列的报错的实例,跟上面的举例一致:
# 开启事务
> MULTI
OK
# 初始一个数据
> SET 'age' 18
OK
# 对该数据进行更新,但Redis不支持该命令,返回报错信息
> UPD 'age' 17
(error) ERR unknown command `UPD`, with args beginning with: `age`, `17`,
# 继续发送一个指令 ,降低age的值,该指令是正确的
> DECR 'age'
QUEUED
# 执行exec,但是之前有错误,所以Redis放弃了事务,不再执行
> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
这个跟上面的情况正好相反,指令入Queue时,命令的类型虽然不匹配,但是并没有在预编译的时候检查出。
只有在EXEC 命令之后,实际执行指令的时候才会报错。其他正确的指令还是会执行成功,不保证原子性。 参考下面:
# 开启事务
> MULTI
OK
> set age 18
QUEUED
> set name 'brand'
QUEUED
> INCR age
QUEUED
# 这边对String类型进行DECR,没有报错,但是在执行指令的时候会报错误
> DECR name
QUEUED
# 执行,会发现其他三条执行执行成功,只有一条执行失败,返回报错信息
> EXEC
1) OK
2) OK
3) 19
4) ERR value is not an integer or out of range
# 查看结果
> get name
"brand"
> get age
"19"
可以使用AOF日志,把未完成的事务操作从AOF日志中去除,之后使用AOF进行恢复时就不会被再次执行,以此保证整个操作的原子性。
这个需要Redis启用AOF日志这个持久化能力。
跟原子性类似,一致性会受到错误指令、执行异常、Redis故障等情况的影响,主要有如下几种情况:
从隔离性这个角度,事务执行的时机可以分成两种:
如果前后有变化,说明被修改了,这时就放弃事务执行,避免事务的隔离性被破坏。
Redis 操作命令是单线程执行的,所以在EXEC 命令执行后,不会乱入其他操作,Redis 会保证把指令队列中的所有指令都操作完成之后。
在执行后续的命令,所以,这种模式并发操作不会破坏事务的隔离性。它具有天然的隔离能力。
因为Redis的持久化特性,所以有如下三种可能性: