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Redis 事務簡介

Redis 只是提供了簡單的事務功能，其本質是一組命令的集合，事務支持一次執行多個命令，在事務執行程序中，會順序執行佇列中的命令，其他客戶端提交的命令請求不會插入到本事務執行命令序列中，命令的執行程序是順序執行的，但不能保證原子性，無法像 MySQL 那樣，有隔離級別，出了問題之后還能回滾資料等高級操作，后面會詳細分析，

Redis 事務基本指令

Redis 提供了如下幾個事務相關的基礎指令，

• MULTI開啟事務，Redis 會將后續命令加到佇列中，而不真正執行它們，直到后續使用EXEC來原子化的順序執行這些命令
• EXEC執行所有事務塊內的命令
• DISCARD取消事務，放棄執行事務塊內所有的命令
• WATCH監視一個或多個 key，若事務在執行前，這些 key 被其他命令修改，則事務被終端，不會執行事務中的任何命令
• UNWATCH取消 WATCH命令對所有 keys 的監視

一般情況下，一個簡單的 Redis 事務主要分為如下幾個部分：

1. 執行命令MULTI開啟一個事務，
2. 開啟事務之后，執行命令的多個命令會依次被放入一個佇列，放入成功則會回傳QUEUED訊息，
3. 執行命令EXEC提交事務，Redis 會依次執行佇列中的命令，并依次回傳所有命令的結果，（若想放棄提交事務，則執行DISCARD），

下圖簡單介紹了下 Redis 事務執行的程序：

實體分析

下面我們來通過一些實際具體例子，來體會下 Redis 中的事務，前面我們也說到 Redis 的事務不是正真的事務，是無法完全滿足標準事務的ACID特性的，通過下面的例子，我們來看看，Redis 的“破產版”事務到底存在什么問題，

• [A]正常執行提交

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SET b 2
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) OK
127.0.0.1:6379> GET a
"1"
127.0.0.1:6379> GET b
"2"

開啟事務后，提交的命令都會加入佇列（QUEUED），執行 EXEC 后會逐步執行命令并回傳結果，這個看起來是不是和我們平時使用 MySQL 的事務操作相似，類似 start transaction 和 commit，

• [B]正常取消事務

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SET b 2
QUEUED
127.0.0.1:6379> DISCARD
OK
127.0.0.1:6379> 
127.0.0.1:6379> GET a
(nil)
127.0.0.1:6379> GET b
(nil)

開啟事務后，若不想繼續事務，使用 DISCARD 取消，前面提交的命令并不會真正執行，相關的 key 值不變，這個看起來也和 MySQL 的事務相似，類似 start transaction 和 rollback，

• [C]WATCH 監視 key

-- 執行緒 1 中執行
127.0.0.1:6379> del a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get a
(nil)
127.0.0.1:6379> SET a 0
OK
127.0.0.1:6379> WATCH a
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
----------------------------------------- 執行緒 2 中執行
----------------------------------------- 127.0.0.1:6379> SET a 2
----------------------------------------- OK
127.0.0.1:6379> EXEC
(nil)
127.0.0.1:6379> GET a
"2"

在開啟事務之前 WATCH 了 a 的值，隨后再開啟事務，在另一個執行緒中設定了 a 的值（SET a 2），然后再 EXEC 執行事務，結果為 nil，
說明事務沒有被執行，因為 a 的值在 WATCH 之后發生了變化，所以事務被取消了，

需要注意的是，這里和開啟事務的時間點沒有關系，與 MULTI 和另一個執行緒設定 a 的值的先后沒有關系，只要是在 WATCH 之后發生了變化，無論事務是否已經開啟，執行事務（EXEC）的時候都會取消，
普通情況下，在執行 EXEC 和 DISCARD 命令時，都會默認執行 UNWATCH，

• [D]語法錯誤

127.0.0.1:6379> SET a 1
OK
127.0.0.1:6379> SET b 2
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 11
QUEUED
127.0.0.1:6379> SETS b 22
(error) ERR unknown command 'SETS'
127.0.0.1:6379> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> GET a
"1"
127.0.0.1:6379> GET b
"2"

當 Redis 開啟一個事務后，若添加的命令中有語法錯誤，會導致事務提交失敗，這種情況下事務佇列中的命令都不會被執行，如上面例子中 a 和 b 的值都是原有的值，
這類在 EXEC 之前產生的錯誤，如命令名稱錯誤，命令引數錯誤等，會在 EXEC 執行之前被檢測出來，所以在發生這些錯誤的時候，事務會被取消，事務中的所有命令都不會執行，（這種情況看起來是不是有點像回滾了）

• [E]運行時錯誤

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> SET a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SET b hello
QUEUED
127.0.0.1:6379> INCR b
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) OK
3) (error) ERR value is not an integer or out of range
127.0.0.1:6379> GET a
"1"
127.0.0.1:6379> GET b
"hello"

當 Redis 開啟一個事務后，添加的命令沒有出現前面說的語法錯誤，但是在運行時檢測到了型別錯誤，導致事務最提交失敗（說未完全成功可能更準確點），此時事務并不會回滾，而是跳過錯誤命令繼續執行，
如上面的例子，未報錯的命令值已經修改，a 被設定成了 1，b 被設定為了 hello，但是報錯的值未被修改，即 INCR b 型別錯誤，并未執行，b 的值也沒有被再更新，

Redis 事務與 ACID

通過上面的例子，我們已經知道 Redis 的事務和我們通常接觸的 MySQL 等關系資料庫的事務還有有一定差異的，它不保證原子性，同時 Redis 事務也沒有事務隔離級別的概念，下面我們來具體看下 Redis 在 ACID 四個特性中，那些是滿足的，那些是不滿足的，
事務執行可以分為命令入隊（EXEC 執行前）和命令實際執行（EXEC 執行之后）兩個階段，下面我們在分析的時候，很多時候都會分這兩種情況來分析，

• 原子性（A）

上面的實體分析中，[A]，[B]，[C]三種正常的情況，我們可以很明顯的看出，是保證了原子性的，
但是一些例外情況下，是不滿足原子性的，

1. 如 [D] 所示的情況，客戶端發送的命令有語法錯誤，在命令入佇列時 Redis 就判斷出來了，等到執行 EXEC 命令時，Redis 就會拒絕執行所有提交的命令，回傳事務失敗的結果，此種情況下，事務中的所有命令都不會被執行了，是保證了原子性的，
2. 如 [E] 所示的情況，事務操作入隊時，命令和操作型別不匹配，此時 Redis 沒有檢查出錯誤（這類錯誤是運行時錯誤），等到執行 EXEC 命令后，Redis 實際執行這些命令操作時，就會報錯，需要注意的是，雖然 Redis 會對錯誤的命令報錯不執行，但是其余正確的命令會依次執行完，此種情況下，是無法保證原子性的，
3. 在執行事務的 EXEC 命令時，Redis 實體發生了故障，導致事務執行失敗，此時，如果開啟了 AOF 日志，那么只會有部分事務操作被記錄到 AOF 日志中，使用redis-check-aof工具檢測 AOF 日志檔案，可以把未完成的事務操作從 AOF 檔案中去除，這樣一來，使用 AOF 檔案恢復實體后，事務操作不會被再執行，從而保證了原子性，若使用的 RDB 模式，最新的 RDB 快照是在 EXEC 執行之前生成的，使用快斬訓復之后，事務中的命令也都沒有執行，從而保證了原子性，若 Redis 沒有開啟持久化，則重啟后記憶體中的資料全部丟失，也就談不上原子性了，

• 一致性（C）

一致性指的是事務執行前后，資料符合資料庫的定義和要求，這點在 Redis 事務中是滿足的，不論是發生語法錯誤還是運行時錯誤，錯誤的命令均不會被執行，

1. EXEC 執行之前，入隊報錯（實體分析中的語法錯誤）

事務會放棄執行，故可以保證一致性，

2. EXEC 執行之后，實際執行時報錯（實體分析中的運行時錯誤）

錯誤的命令不會被執行，正確的命令被執行，一致性可以保證，

3. EXEC 執行時，實體宕機

若 Redis 沒有開啟持久化，實體宕機重啟后，資料都沒有了，資料是一致的，
若配置了 RDB 方式，RDB 快照不會在事務執行時執行，所以，若事務執行到一半，實體發生了故障，此時上一次 RDB 快照中不會包含事務所做的修改，而下一次 RDB 快斬訓沒有執行，實體重啟后，事務修改的資料會丟失，資料是一致的，若事務已經完成，但新一次的 RDB 快斬訓沒有生成，那事務修改的資料也會丟失，資料也是一致的，
若配置了 AOF 方式，當事務操作還沒被記錄到 AOF 日志時，實體就發生故障了，使用 AOF 日志恢復后資料是一致的，若事務中的只有部分操作被記錄到 AOF 日志，可以使用 redis-check-aof清除事務中已經完成的操作，資料庫恢復后資料也是一致的，

• 隔離性（I）
  1. 并發操作在 EXEC 執行前，隔離性需要通過 WATCH 機制來保證
  2. 并發操作在 EXEC 命令之后，隔離性可以保證

情況 a 可以參考前面的實體分析 WATCH 命令的使用，
情況 b，由于 Redis 是單執行緒執行命令，EXEC 命令執行后，Redis 會保證先把事務佇列中的所有命令執行完之后再執行之后的命令，

• 持久性（D）

若 Redis 沒有開啟持久化，那么就是所有資料都存盤在記憶體中，一旦重啟，資料就會丟失，因此此時事務的持久性是肯定無法得到保證的，
若 Redis 開啟了持久化，當實體宕機重啟，還是會有可能丟失資料，因此也并能完全保證持久性，
因此，我們可以說 Redis 事務無法一定保證持久性，僅在特殊的情況下，可以保證持久性，

關于 Redis 在開啟持久化之后，為啥還會丟失資料，筆者會單獨整理一篇 Redis 持久化與主從相關的文章來介紹，此處簡單說下，
如果配置了 RDB 模式，在一個事務執行后，下一次 RDB 快斬訓未執行前，Redis 實體發生了宕機，資料就會丟失、
如果配置了 AOF 模式，而 AOF 模式的三種配置選項 no，everysec，always 也都可能會產生資料丟失的情況，

總結一下，Redis 事務對 ACID 的支持情況：

• 具備一定的原子性，但不支持回滾
• 滿足一致性
• 滿足隔離性
• 無法保證持久性

Redis 事務為什么不支持回滾

看一下官網的的說明：

What about rollbacks?
Redis does not support rollbacks of transactions since supporting rollbacks would have a significant impact on the simplicity and performance of Redis.

大部分需要事務回滾的情況是程式錯誤導致的，這種情況一般是開發環境，生產環境不應該出現這種錯誤，
對于邏輯錯誤，例如應該加 1，結果寫成了加 2，這種情況無法通過回滾來解決，
Redis 追求的是簡單高效，而傳統事務的實作相對復雜很多，這和 Redis 的設計思想是違背的，當我們享受 Redis 的快速時，也就無法再要求它更多，

總結

本文主要介紹了 Redis 事務的基礎指令與執行流程，并分析了其對傳統 ACID 特性支持的情況，相信大家對 Redis 事務已經有了一個簡單的了解，
通過上面的介紹，會發現 Redis 的事務似乎有點雞肋，確實實際中也很少會使用，至于事務的具體實作，筆者后續文章會結合原始碼進行分析，今天的文章就到這里，下期我們接著學，

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