Redis 事务机制深入浅出
笔者事务相关文章链接：Redis WATCH事务监视机制与回滚
什么是Redis事务
Redis的事务就是一组命令的集合。Redis提供了将一组命令打包集合的方法，并且能够一次性、按顺序的执行多个命令，事务执行期间，服务器不会中断事务改为执行其他客户端的命令请求，只有事务中所有命令都执行完毕后，服务器才会处理其他客户端的命令请求。
在开始说明事务的使用与基本流程之前，需要先说明关于Redis和事务的两个问题。
Redis事务具有原子性吗？
先给出结论：Redis单条命令具有原子性，Redis事务是否具有原子性存在争议。
笔者认为关于Redis事务原子性的争议存在的主要原因是对原子性定义不统一。
关于原子性的定义，首先操作不能被中断是公认的必要条件，分歧的点在于，一说认为操作要么全部执行，要么全部不执行才能说操作具有原子性，另一说认为操作要么全部执行成功，要么全部执行失败才能说操作具有原子性。
在关系型数据库中，原子性体现在要么事务中的命令全部成功执行，要么全部不执行，事务中任一命令出现错误，会回滚此前已经执行了的命令。
在Redis中，只能保证事务不可中断，但若事务执行过程中某条命令出现错误，Redis不会回滚已经执行了的命令，因此Redis只做到了要么不执行，要么全部执行，但不能保证出现事务内命令错误时全部执行失败。
因此，无论是哪种对于原子性的理解，关系型数据库中的事务都满足，即关系型数据库中事务是具有原子性的。如果认同前者原子性定义(要么全做，要么全不做)，那么可以说Redis的事务具有原子性，如果认同后者的原子性定义(要么全成功，要么全失败)，那么Redis的事务不具有原子性
Redis支持回滚吗？
在Redis官方文档中明确指出，Redis不支持回滚。
笔者在浏览其余关于Redis回滚问题的博文时，发现部分文章内提及，使用WATCH关键字监控事务时，发现被监控的数据库键被修改时，会进行回滚。产生这种误解是由于没有理解WATCH的判断时机，WATCH早在事务将要实际执行前就会进行判断，若被监控的数据库键被修改，整个事务都不会执行，而非执行到具体被监控的数据库键操作时才进行判断。
事务的执行流程
事务从开始到结束共经历三个阶段：
- 事务开始
- 命令入队
- 事务执行
事务开始
首先明确一点，底层实现中每个Redis客户端内都有一个用于标识事务状态的属性。
Redis中，使用MULTI命令来开启一个事务，命令执行时会判断当前客户端的事务状态，如果当前客户端事务状态已经开启，返回错误并提示事务不可嵌套，若客户端事务未开启，则修改客户端状态开启并返回OK。
演示如下：
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> multi
(error) ERR MULTI calls can not be nested
命令入队
同样，Redis每一条命令执行前都会判断客户端事务标识状态，如果事务没有开启，命令自然直接执行，事务开开启时，不会执行执行命令，会将命令入队。
演示如下：
127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set a 2
QUEUED
命令执行
使用EXEC命令来执行当前事务，事务内的命令会按照入队顺序依次执行，事务执行完毕或执行失败时会改变当前客户端事务标识状态，事务未开启时使用EXEC命令会报错。
完整演示如下：
127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set b 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> incr a
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) (integer) 2
127.0.0.1:6379> exec
(error) ERR EXEC without MULTI
放弃事务
Redis提供了DISCARD命令来放弃当前事务，成功放弃事务时返回OK，事务为未开启状态时返回错误。
演示如下：
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> discard
OK
127.0.0.1:6379> exec
(error) ERR EXEC without MULTI
事务对于错误的处理
Redis事务有两种可能的错误
命令入队时错误
第一种可能的情况是在命令入队阶段，键入了错误的命令，Redis事务对此的处理是弃置整个事务。
演示如下：
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set a 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> abc
(error) ERR unknown command `abc`, with args beginning with:
127.0.0.1:6379> set b 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> mget a b
1) (nil)
2) (nil)
由以上演示可见，事务内包含错误命令时，会直接弃用整个事务，提示信息为由于此前(命令入队)的错误，已经放弃执行事务。
命令执行时错误
第二种可能的错误是，事务内的命令格式全部正确，但执行时出现错误，比如incr自增的对象不能被转换为整数，对于此种情况，Redis的处理是，事务内任一命令的执行错误不会影响其它命令的正常执行，更不存在事务回滚这一操作。
演示如下：
127.0.0.1:6379> set a 1
OK
127.0.0.1:6379> set b string
OK
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> incr a
QUEUED
127.0.0.1:6379> incr b
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) (integer) 2
2) (error) ERR value is not an integer or out of range
127.0.0.1:6379> mget a b
1) "2"
2) "string"
总结
事务流程
流程图总结如下：
Redis事务的ACID性质
原子性
基本同文首解释的相同，不过多赘述。
首先Redis的事务一定能保证执行不会被中断。但Redis只能保证事务内命令要么全部执行，要么全部不执行，不能保证全部执行成功或全部执行失败，Redis事务是否具有原子性存在争议。
一致性
Redis能够保证，Redis事务在开始前和结束后数据库的完整性不会被破坏，因此Redis事务具有一致性。
隔离性
Redis能够保证，当数据库中有多客户端同时执行事务时（并发），各事务间不会互相影响，在并发状态下执行的事务和串行时执行事务的结果完全相同，Redis事务具有隔离性。
持久性
Redis事务本身没有持久化的操作，但如果服务器开启了AOF或者RDB的持久化，可以认为Redis事务具有持久性。
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