Redis事务详解

若对事务概念不清楚,请先阅读“彻底理解MySQL四种事务隔离级别”这篇文章,链接如下:

彻底理解MySQL四种事务隔离级别_YaoYong_BigData的博客-CSDN博客

一、结合关系型数据库的事务来看看Redis中事务有什么不同

Redis事务是指将多条命令加入队列,一次批量执行多条命令,每条命令会按顺序执行,事务执行过程中不会受客户端传入的命令请求影响。

总结说:Redis事务就是一次性、顺序性、排他性的执行一个队列中的一系列命令

Redis事务和关系型数据库的事务不太一样,它不保证原子性,也没有隔离级别的概念。

  1. Redis事务没有隔离级别的概念
    1. 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存,并不会被实际执行,也就不存在事务内的查询要看到事务里的更新,事务外查询不能看到。
  2. Redis不保证原子性
    1. Redis中,单条命令是原子性执行的,但事务不保证原子性,且没有回滚。事务中任意命令执行失败,其余的命令仍会被执行。

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段:

  1. 第一阶段:开始事务
  2. 第二阶段:命令入队
  3. 第三阶段、执行事务。

Redis事务的相关命令如下:

  • MULTI:标识一个事务的开启,即开启事务;
  • EXEC:执行事务中的所有命令,即提交;
  • DISCARD:放弃事务;和回滚不一样,Redis事务不支持回滚。
  • WATCH:监视Key改变,用于实现乐观锁。如果监视的Key的值改变,事务最终会执行失败。
  • UNWATCH:放弃监视。

Redis事务和关系型数据库的事务不太一样,它不保证原子性,也没有隔离级别的概念。来,结合命令演示,实战说明一切:

没有隔离级别

如上图所示,当事务开启时,事务期间的命令并没有执行,而是加入队列,只有执行EXEC命令时,事务中的命令才会按照顺序一一执行,从而事务间就不会导致数据脏读、不可重复读、幻读的问题,因此就没有隔离级别

不保证原子性

如上图所示,在通过EXEC执行事务时,其中命令执行失败不会影响到其他命令的执行,并没有保证同时成功和同时失败的原子操作,尽管这样,Redis事务中也没有提供回滚的支持,官方提供了两个理由:

大概的意思就是:

  • 使用Redis命令语法错误,或是将命令运用在错误的数据类型键上(如对字符串进行加减乘除等),从而导致业务数据有问题,这种情况认为是编程导致的错误,应该在开发过程中解决,避免在生产环境中发生;
  • 由于不用支持回滚功能,Redis内部简单化,而且还比较快;

        多数事务失败是由语法错误或者数据结构类型错误导致的,语法错误说明在命令入队前就进行检测的,而类型错误是在执行时检测的,Redis为提升性能而采用这种简单的事务,这是不同于关系型数据库的,特别要注意区分。Redis之所以保持这样简易的事务,完全是为了保证高并发下的核心问题——性能

在事务命令入队过程中,发现相关命令逻辑使用错误,可以进行放弃该事务;如果使用错误的Redis命令,且没有放弃事务,最终也会导致事务整体执行失败,这也算是为原子性扳回一局,如下:

放弃事务:

命令语法错误导致事务执行失败:

事务失败处理:

语法错误(编译器错误),在开启事务后,修改k1值为11,k2值为22,但k2语法错误,最终导致事务提交失败,k1、k2保留原值。

node1:6379> flushdb
OK
node1:6379> keys *
(empty list or set)
node1:6379> set k1 v1
OK
node1:6379> set k2 v2
OK
node1:6379> multi
OK
node1:6379> set k1 11
QUEUED
node1:6379> sets k2 22
(error) ERR unknown command 'sets'
node1:6379> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
node1:6379> get k1
"v1"
node1:6379> get k2
"v2"

Redis类型错误(运行时错误),在开启事务后,修改k1值为11,k2值为22,但将k2的类型作为List,在运行时检测类型错误,最终导致事务提交失败,此时事务并没有回滚,而是跳过错误命令继续执行, 结果k1值改变、k2保留原值。

node1:6379> flushdb
OK
node1:6379> keys *
(empty list or set)
node1:6379> set k1 v1
OK
node1:6379> set k2 v2
OK
node1:6379> multi
OK
node1:6379> set k1 11
QUEUED
node1:6379> lpush k2 22
QUEUED
node1:6379> exec
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
node1:6379> get k1
"11"
node1:6379> get k2
"v2"

使用WATCH实现乐观锁

说到乐观锁,就和悲观锁一起简单说说对其的理解:

乐观锁:就是非常乐观,做什么事都往好处想; 对于数据库操作,就认为每次操作数据的时候都认为别的操作不会修改,所以不会加锁,而是通过一个类似于版本的字段来标识该数据是否修改过,在执行本次操作前先判断是否修改过,如果修改过就放弃本次操作重新再来。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。

悲观锁:就是非常悲观,做什么事都觉得不好;对于数据库操作,每次操作数据数据都会认为别的操作会修改当前数据,所以都要对其进行加锁,类似于表锁和行锁。

WATCH通过监视指定Redis Key,如果没有改变,就执行成功,如果发现对应值发生改变,事务就会执行失败,如下图:

那会一直监视指定的Key吗?,答案当然是不会的,以下三种方式可以取消监视:

  • 事务执行之后,不管是否执行成功还好是失败,都会取消对应的监视;
  • 当监视的客户端断开连接时,也会取消监视;
  • 可以手动UNWATCH取消所有Key的监视;

二、Redis事务优缺点

优点

  • 一次性按顺序执行多个Redis命令,不受其他客户端命令请求影响;
  • 事务中的命令要么都执行(命令间执行失败互相不影响),要么都不执行(比如中间有命令语法错误);

缺点

  • 事务执行时,不能保证原子性;
  • 命令入队每次都需要和服务器进行交互,增加带宽;

注意

  • 当事务中命令语法使用错误时,最终会导致事务执行不成功,即事务内所有命令都不执行;
  • 当事务中命令知识逻辑错误,就比如给字符串做加减乘除操作时,只能在执行过程中发现错误,这种事务执行中失败的命令不影响其他命令的执行。

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