Redis事务支持(半支持)

redis对事物是半支持

下面看一下Redis对事务错误处理

如果一个事务中的某个命令执行出错,Redis会怎样处理呢?要回答这个问题,首先要搞清楚是什么原因导致命令执行出错:
语法错误 就像上面的例子一样,语法错误表示命令不存在或者参数错误
这种情况需要区分Redis的版本,Redis 2.6.5之前的版本会忽略错误的命令,执行其他正确的命令,2.6.5之后的版本会忽略这个事务中的所有命令,都不执行,就比如上面的例子(使用的Redis版本是2.8的)
运行错误 运行错误表示命令在执行过程中出现错误,比如用GET命令获取一个散列表类型的键值。
这种错误在命令执行之前Redis是无法发现的,所以在事务里这样的命令会被Redis接受并执行。如果食物里有一条命令执行错误,其他命令依旧会执行(包括出错之后的命令)。比如下例:

Redis中的事务并没有关系型数据库中的事务回滚(rollback)功能,因此使用者必须自己收拾剩下的烂摊子。不过由于Redis不支持事务回滚功能,这也使得Redis的事务简洁快速。

所以,对于Redis,语法错误会回滚,而运行错误则不会

回顾上面两种类型的错误,语法错误完全可以在开发的时候发现并作出处理,另外如果能很好地规划Redis数据的键的使用,也是不会出现命令和键不匹配的问题的。
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set key 1
QUEUED
127.0.0.1:6379> SADD key 2
QUEUED
127.0.0.1:6379> set key 3
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
3) OK
127.0.0.1:6379> get key
"3"

Redis事物原理

事务具有一致性指的是,如果数据库在执行事务之前是一致的,那么在事务执行之后,无论事务是否执行成功,数据库也应该仍然一致的。

”一致“指的是数据符合数据库本身的定义和要求,没有包含非法或者无效的错误数据。redis通过谨慎的错误检测和简单的设计来保证事务一致性。

在Redis的事务里面,采用的是乐观锁,主要是为了提高性能,减少客户端的等待。由几个命令构成:WATCH, UNWATCH, MULTI, EXEC, DISCARD。 通过WATCH,可以实现CAS操作。使用WATCH监听一些键,然后去检查键的值,然后根据键的值来决定是否还需要进行MULTI,如果键的值被改了,则重新。(因为有可能在执行WATCH前,键的值被改了,所以需要先WATCH,然后再作判断)。在执行MULTI命令后,如果中途WATCH的键的值被修改了,后续再执行EXEC时,整个事务都会被终止。
CAS使用示例: 假设存在一个String类型的状态值,state,需要对其进行CAS操作:
WATCH stat\n value = GET state\n if value == \n UNWATCH stat\n Return false\n MULT\n SET state \n result = EXE\n if result == succes\n return true\n return false;
原理
Redis事务实现原理
通过上述的基本应用可以知道,Redis是通过WATCH命令,来保证当前事务的数据是否被修改过,如果被修改了,则整个事务会中止,不再执行。那么,Redis在实现的时候,会保存对应的watch key,然后中途如果该Key被修改了,则会将对应的所有客户端的标志位都置为CLIENT_DIRTY_CAS,表示数据被修改,后续执行EXEC的时候则会被中断,从而实现事务。而UNWATCH命令则是从保存的watch_keys里面移除。MULTI命令仅仅将客户端的标志位flags置为CLIENT_MULTI,表示处于MULTI状态,该状态下,后续的命令(除了MULTI/WATCH/DISCARD/EXEC)外,其它命令都会被保存到一个列表里面,直到EXEC或者DISCARD命令执行。如果中途出现了语法错误之类的命令,则会将flags置为CLIENT_DIRTY_EXEC。后续执行EXEC时,如果flags存在CLIENT_DIRTY_CAS或者CLIENT_DIRTY_EXEC,则整个事务会被中止,不执行任何命令。
ACID分析
针对Redis的事务实现,对于ACID,个人认为,对于Atomicity和Durability以及Consistency,Redis是不满足的。为什么会对ACID进行分析呢,一部分原因是为了作对比学习,另一部分是因为《Redis设计与实现》19章事务ACID性质里面提到了一些观点,个人不太认同,所以进行了一些对比。
Atomicity
指的是要么不执行,要么全部执行。当其中一部分执行了,但是另外一部分没有执行,那么作为整个事务,是全部要回滚,都不执行的,而Redis在执行过程中,如果出现操作和类型不一致,则会导致一部分执行,而一部分错误的情况,即不满足原子性。当然,除去部分失误外,还是能够保证原子性的,但是这并不是严格的原子性要求。
Durability
持久性,事务提交后,无论出现任何情况,包括系统断电之类的,重启后都是可以恢复的。对于Redis来说,即使开启了AOF以及设置为always,也存在命令执行一部分后,系统宕机而导致数据不一致的情况,不能恢复。一般都是通过write-ahead-logging来实现的,即事先写日志,而Redis是边执行边写日志。
Consistency
一致性,指从一个有效的状态转到另一个有效的状态,不满足上述的两个条件,也无法保存一致性,即会出现中间状态。比如从一个人的账户转到另外一个人上面,执行了转出,但是没有执行转入的时候宕机了,就会导致数据的不一致。
Isolation
隔离性,在多个事务并发的情况下,事务之间不会被影响。对于Redis来说,事务的执行是串行的,中途不会插入其它命令的执行,所以是满足隔离性的。
WATCH命令实现
WATCH监听Key,首先就要有地方保存监听的Key,Redis针对不同的客户端,会在客户端的结构体里面维护一个WATCH监听Key的列表,以及在Server里面维护一个全局的哈希表,Key为被监听的Key,Value则为一个链表,里面保存了所有监听该Key的客户端。如下图:


当执行WATCH account时,则首先会判断该Key是否已在客户端里面,如果存在,则直接返回,否则加入到客户端对应的watched_keys列表里面,然后再将其加入到对应DB的watched_keys字典表里面,Key为 account,Value则为该客户端。

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