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redis事务三大特性(Redis学习手册(事务))

时间2025-05-05 08:17:20分类IT科技浏览3373
导读:一           ...

一           、概述:

和众多其它数据库一样           ,Redis作为NoSQL数据库也同样提供了事务机制           。在Redis中                ,MULTI/EXEC/DISCARD/WATCH这四个命令是我们实现事务的基石                。相信对有关系型数据库开发经验的开发者而言这一概念并不陌生     ,即便如此      ,我们还是会简要的列出Redis中事务的实现特征:

1). 在事务中的所有命令都将会被串行化的顺序执行                ,事务执行期间           ,Redis不会再为其它客户端的请求提供任何服务      ,从而保证了事物中的所有命令被原子的执行     。

2). 和关系型数据库中的事务相比                ,在Redis事务中如果有某一条命令执行失败           ,其后的命令仍然会被继续执行      。

3). 我们可以通过MULTI命令开启一个事务,有关系型数据库开发经验的人可以将其理解为"BEGIN TRANSACTION"语句                。在该语句之后执行的命令都将被视为事务之内的操作                ,最后我们可以通过执行EXEC/DISCARD命令来提交/回滚该事务内的所有操作           。这两个Redis命令可被视为等同于关系型数据库中的COMMIT/ROLLBACK语句      。

4). 在事务开启之前                ,如果客户端与服务器之间出现通讯故障并导致网络断开,其后所有待执行的语句都将不会被服务器执行                。然而如果网络中断事件是发生在客户端执行EXEC命令之后           ,那么该事务中的所有命令都会被服务器执行           。

5). 当使用Append-Only模式时                ,Redis会通过调用系统函数write将该事务内的所有写操作在本次调用中全部写入磁盘。然而如果在写入的过程中出现系统崩溃     ,如电源故障导致的宕机           ,那么此时也许只有部分数据被写入到磁盘                ,而另外一部分数据却已经丢失                。Redis服务器会在重新启动时执行一系列必要的一致性检测     ,一旦发现类似问题      ,就会立即退出并给出相应的错误提示                。此时                ,我们就要充分利用Redis工具包中提供的redis-check-aof工具           ,该工具可以帮助我们定位到数据不一致的错误      ,并将已经写入的部分数据进行回滚。修复之后我们就可以再次重新启动Redis服务器了           。

二                、相关命令列表:

命令原型 时间复杂度 命令描述 返回值 MULTI 用于标记事务的开始                ,其后执行的命令都将被存入命令队列           ,直到执行EXEC时,这些命令才会被原子的执行                。 始终返回OK EXEC 执行在一个事务内命令队列中的所有命令                ,同时将当前连接的状态恢复为正常状态                ,即非事务状态     。如果在事务中执行了WATCH命令,那么只有当WATCH所监控的Keys没有被修改的前提下           ,EXEC命令才能执行事务队列中的所有命令                ,否则EXEC将放弃当前事务中的所有命令           。 原子性的返回事务中各条命令的返回结果                。如果在事务中使用了WATCH     ,一旦事务被放弃           ,EXEC将返回NULL-multi-bulk回复     。 DISCARD 回滚事务队列中的所有命令                ,同时再将当前连接的状态恢复为正常状态     ,即非事务状态      。如果WATCH命令被使用      ,该命令将UNWATCH所有的Keys                。 始终返回OK           。 WATCH key [key ...] O(1) 在MULTI命令执行之前                ,可以指定待监控的Keys           ,然而在执行EXEC之前      ,如果被监控的Keys发生修改                ,EXEC将放弃执行该事务队列中的所有命令      。 始终返回OK                。 UNWATCH O(1) 取消当前事务中指定监控的Keys           ,如果执行了EXEC或DISCARD命令,则无需再手工执行该命令了                ,因为在此之后                ,事务中所有被监控的Keys都将自动取消           。 始终返回OK。

三     、命令示例:

1. 事务被正常执行: #在Shell命令行下执行Redis的客户端工具                。 /> redis-cli #在当前连接上启动一个新的事务                。 redis 127.0.0.1:6379> multi

OK

#执行事务中的第一条命令,从该命令的返回结果可以看出           ,该命令并没有立即执行                ,而是存于事务的命令队列。 redis 127.0.0.1:6379> incr t1

QUEUED

#又执行一个新的命令     ,从结果可以看出           ,该命令也被存于事务的命令队列           。 redis 127.0.0.1:6379> incr t2

QUEUED

#执行事务命令队列中的所有命令                ,从结果可以看出     ,队列中命令的结果得到返回                。 redis 127.0.0.1:6379> exec

1) (integer) 1

2) (integer) 1

2. 事务中存在失败的命令: #开启一个新的事务     。 redis 127.0.0.1:6379> multi

OK

#设置键a的值为string类型的3           。 redis 127.0.0.1:6379> set a 3

QUEUED

#从键a所关联的值的头部弹出元素      ,由于该值是字符串类型                ,而lpop命令仅能用于List类型           ,因此在执行exec命令时      ,该命令将会失败                。 redis 127.0.0.1:6379> lpop a

QUEUED

#再次设置键a的值为字符串4     。 redis 127.0.0.1:6379> set a 4

QUEUED

#获取键a的值                ,以便确认该值是否被事务中的第二个set命令设置成功      。 redis 127.0.0.1:6379> get a

QUEUED

#从结果中可以看出           ,事务中的第二条命令lpop执行失败,而其后的set和get命令均执行成功                ,这一点是Redis的事务与关系型数据库中的事务之间最为重要的差别                。 redis 127.0.0.1:6379> exec

1) OK

2) (error) ERR Operation against a key holding the wrong kind of value

3) OK

4) "4"

3. 回滚事务: #为键t2设置一个事务执行前的值           。 redis 127.0.0.1:6379> set t2 tt

OK

#开启一个事务      。 redis 127.0.0.1:6379> multi

OK

#在事务内为该键设置一个新值                。 redis 127.0.0.1:6379> set t2 ttnew

QUEUED

#放弃事务           。 redis 127.0.0.1:6379> discard

OK

#查看键t2的值                ,从结果中可以看出该键的值仍为事务开始之前的值。 redis 127.0.0.1:6379> get t2 "tt"

四      、WATCH命令和基于CAS的乐观锁:

在Redis的事务中,WATCH命令可用于提供CAS(check-and-set)功能                。假设我们通过WATCH命令在事务执行之前监控了多个Keys           ,倘若在WATCH之后有任何Key的值发生了变化                ,EXEC命令执行的事务都将被放弃     ,同时返回Null multi-bulk应答以通知调用者事务执行失败                。例如           ,我们再次假设Redis中并未提供incr命令来完成键值的原子性递增                ,如果要实现该功能     ,我们只能自行编写相应的代码。其伪码如下:

val = GET mykey val = val + 1 SET mykey $val

以上代码只有在单连接的情况下才可以保证执行结果是正确的      ,因为如果在同一时刻有多个客户端在同时执行该段代码                ,那么就会出现多线程程序中经常出现的一种错误场景--竞态争用(race condition)           。比如           ,客户端A和B都在同一时刻读取了mykey的原有值      ,假设该值为10                ,此后两个客户端又均将该值加一后set回Redis服务器           ,这样就会导致mykey的结果为11,而不是我们认为的12                。为了解决类似的问题                ,我们需要借助WATCH命令的帮助                ,见如下代码:

WATCH mykey val = GET mykey val = val + 1 MULTI SET mykey $val EXEC 和此前代码不同的是,新代码在获取mykey的值之前先通过WATCH命令监控了该键           ,此后又将set命令包围在事务中                ,这样就可以有效的保证每个连接在执行EXEC之前     ,如果当前连接获取的mykey的值被其它连接的客户端修改           ,那么当前连接的EXEC命令将执行失败     。这样调用者在判断返回值后就可以获悉val是否被重新设置成功           。
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