说一下redis事务底层原理

Redis事务

1. 事务的基本流程

Redis 事务通过 MULTI、EXEC、WATCH 等命令实现，底层原理可以分为以下几个步骤：

(1) MULTI 命令

• 当客户端发送 MULTI 命令时，Redis 会将客户端标记为“事务模式”。
• 在事务模式下，客户端发送的所有命令不会立即执行，而是被放入一个队列（命令队列）中。

(2) 命令入队

• 在 MULTI 和 EXEC 之间，客户端发送的所有命令都会被追加到事务队列中。
• 这些命令不会立即执行，而是等待 EXEC 命令的触发。

(3) EXEC 命令

• 当客户端发送 EXEC 命令时，Redis 会依次执行事务队列中的所有命令。
• 执行过程中，所有命令是原子的，不会被其他客户端的命令打断。

(4) WATCH 命令

• WATCH 命令用于实现乐观锁。
• 当客户端对一个或多个键执行 WATCH 后，如果在 EXEC 执行之前，这些键被其他客户端修改，则当前事务会失败（返回 nil）

watch我们可以指定监听一个键和多个键，然后exec批量执行

WATCH key [key ...]

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2. 事务的原子性

• Redis 事务的原子性是通过单线程模型实现的。
• Redis 是单线程的，所有命令都是顺序执行的。在 EXEC 执行时，事务队列中的命令会连续执行，不会被其他客户端的命令打断。

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3. 事务的一致性

• Redis 事务的一致性是通过 WATCH 机制实现的。
• 如果 WATCH 的键在事务执行期间被修改，事务会失败，从而保证数据的一致性。

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4. 事务的局限性

• 不支持回滚：如果事务中的某个命令失败，其他命令仍然会执行，Redis 不会自动回滚。
• 部分失败问题：事务中的命令可能会部分成功、部分失败。
• 性能开销：WATCH 机制会增加额外的性能开销。

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Redis 7 对事务的优化

Redis 7 在事务机制上并没有完全改变底层实现，但引入了一些优化和改进：

1. 性能优化

• Redis 7 对事务的执行流程进行了优化，减少了事务模式下的性能开销。
• 通过改进命令队列的处理方式，提高了事务的执行效率。

2. Lua 脚本的增强

• Redis 7 对 Lua 脚本的支持进行了增强，使得 Lua 脚本可以更好地与事务结合使用。
• Lua 脚本在 Redis 7 中的执行效率更高，同时支持更多的 Redis 命令。

3. 更好的错误处理

• Redis 7 改进了事务中的错误处理机制，使得事务失败时的错误信息更加清晰。
• 如果事务中的某个命令失败，Redis 7 会返回更详细的错误信息，方便排查问题。

4. 功能增强

• Redis 7 引入了更多的命令和功能，可以与事务结合使用。
• 例如，Redis 7 支持更多的数据类型和操作，使得事务可以处理更复杂的场景。

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Redis 事务的底层实现细节

1. 命令队列

• 在事务模式下，Redis 会为每个客户端维护一个命令队列。
• 所有在 MULTI 和 EXEC 之间发送的命令都会被追加到队列中。

2. 事务执行

• 当 EXEC 命令被触发时，Redis 会依次执行命令队列中的所有命令。
• 执行过程中，Redis 会保证命令的原子性，不会被其他客户端的命令打断。

3. WATCH 机制

• WATCH 命令会监视一个或多个键。
• 如果在 EXEC 执行之前，这些键被其他客户端修改，则当前事务会失败。
• WATCH 的实现基于 Redis 的键空间通知机制。

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总结

• Redis 事务的底层原理 是基于 MULTI/EXEC/WATCH 机制，通过命令队列和乐观锁实现原子性和一致性。
• Redis 7 在事务机制上进行了性能优化和功能增强，但底层实现并没有本质变化。
• Redis 事务的局限性 包括不支持回滚、部分失败问题和性能开销。
• 如果需要更强大的事务支持，可以结合 Lua 脚本或使用支持 ACID 事务的数据库。

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Redis+Lua脚本实现手动回滚补偿

我们每一步执行失败，我们就依次撤销前面的操作

可惜这个并不是真正的acid，我们的mysql执行事务的时候宕机了，它的事务没有提交所以数据并不会进到mysql里面

而redis是人为控制的，所以我们执行lua脚本的时候宕机了，我们之前事务中执行的操作数据仍然进去了，这个是我们无法解决的

local key1 = KEYS[1]
local key2 = KEYS[2]
local key3 = KEYS[3]
local value = ARGV[1]

-- 记录原始值
local original_value1 = redis.call('GET', key1)
local original_value2 = redis.call('GET', key2)
local original_value3 = redis.call('GET', key3)

-- 第一步操作
redis.call('SET', key1, value)

-- 第二步操作
if redis.call('EXISTS', key2) == 0 then
    -- 手动回滚第一步操作
    redis.call('SET', key1, original_value1)
    return "Key2 does not exist"
end
redis.call('SET', key2, value)

-- 第三步操作
if redis.call('EXISTS', key3) == 0 then
    -- 手动回滚前两步操作
    redis.call('SET', key1, original_value1)
    redis.call('SET', key2, original_value2)
    return "Key3 does not exist"
end
redis.call('SET', key3, value)

return "Transaction successful"