Redis 7.x 系列【18】事务

有道无术，术尚可求，有术无道，止于术。

本系列Redis 版本 7.2.5

源码地址：https://gitee.com/pearl-organization/study-redis-demo

文章目录

- 1. 概述
- 2. 命令
- - 2.1 MULTI
  - 2.2 EXEC
  - 2.3 DISCARD
  - 2.4 WATCH
  - 2.5 UNWATCH
- 3. 事务中的错误
- 4. 和数据库事务的区别
- - 4.1 原子性
  - 4.2 隔离性
  - 4.3 持久性
  - 4.4 一致性
- 5. 脚本和事务

1. 概述

官方文档

Redis 事务：允许在单个步骤中执行一组命令，其核心命令包括 MULTI、EXEC、DISCARD 和 WATCH。

Redis 事务提供了两个重要的保证：

所有事务中的命令都是串行化执行的，按顺序逐一执行。在事务执行过程中，不会在命令执行的中间阶段响应其他客户端的请求，这确保了命令作为单个隔离操作执行。
EXEC 命令触发事务中所有命令的执行：
- 如果客户端在调用 EXEC 命令之前在事务上下文中失去了与服务器的连接，那么所有操作都不会执行。
- 一旦调用 EXEC 命令，所有操作将被执行。
- 在使用AOF时，确保使用单个系统调用将事务写入磁盘。如果Redis服务器崩溃或被系统管理员强制终止，可能会导致仅部分操作被记录。会在重新启动时检测到此条件，并报错退出。通过使用 redis-check-aof 工具，可以修复追加写入文件，删除部分事务，以便服务器能够重新启动。

自版本 2.2 起，Redis在上述两个保证之外提供了额外的保证，采用了乐观锁的方式，与检查和设置（CAS）操作非常类似。

注意：Redis 不支持事务的回滚操作，因为支持回滚会对 Redis 的简单性和性能产生影响。

2. 命令

MULTI 、 EXEC 、 DISCARD 和 WATCH 是 Redis 事务相关的命令。

2.1 MULTI

MULTI 命令用于开启一个事务，它总是返回 OK 。 MULTI 执行之后，客户端可以继续向服务器发送任意多条命令，这些命令不会立即被执行，而是被放到一个队列中，当 EXEC命令被调用时，所有队列中的命令才会被执行。

当客户端处于事务状态时，所有传入的命令都会返回一个内容为 QUEUED 的状态回复，这些被入队的命令将在 EXEC 命令被调用时执行。

示例：

127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1 
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
QUEUED

2.2 EXEC

EXEC 命令用于执行事务队列内的所有命令，返回值为事务块内所有命令的返回值，按命令执行的先后顺序排列。当操作被打断时，返回空值 nil 。

示例：

127.0.0.1:6379(TX)> exec 
1) OK
2) OK

2.3 DISCARD

DISCARD 命令用于取消事务，放弃执行事务队列内的所有命令，恢复连接为非事务模式。

示例：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> discard 
OK

2.4 WATCH

WATCH 命令用于监视一个或多个 key ，当被 WATCH 的 key 被修改时，事务才会被执行。如果在事务执行期间这些键被其他客户端修改，那么该事务执行会被打断。

基本语法：

WATCH key [key ...]

示例，客户端监视 k1 ：
在这里插入图片描述
打开另外一个客户端，对 k1 进行修改操作：

之前的客户端执行事务操作时，EXEC 返回 nil：

注意事项：

在Redis 6.0.9之前的版本中，过期的键不会导致事务中止。
WATCH 命令仅在事务中使用才有意义，因为它是为了配合事务而设计的乐观锁机制。
WATCH 可以被调用多次，从调用开始，直到EXEC调用结束。
被监视的 key 在事务执行之前，会被Redis服务器记录下来，并在执行 EXEC 命令时检查这些键是否被修改。
如果在 WATCH 和 EXEC 之间发生了其他客户端的写操作，事务将会失败。此时，客户端可以根据返回值 nil 来判断事务执行是否成功。
一旦执行 EXEC 或者关闭客户端连接，所有的 WATCH 都会被取消。
WATCH 命令在处理并发操作时非常有用，它可以帮助保证事务的原子性和一致性，是实现复杂事务逻辑的重要组成部分。

使用场景：

实现乐观锁：WATCH 命令允许在事务执行前检查键是否被其他客户端修改，从而避免并发冲突，是实现乐观锁的重要手段之一。
事务中的条件控制：当事务需要根据某些条件来执行或取消执行时，可以使用 WATCH 来检查条件是否满足。

2.5 UNWATCH

UNWATCH 命令用于取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。如果执行过 EXEC 或 DISCARD，会自动取消监视，无需再执行 UNWATCH。

示例：

localhost:0>UNWATCH
"OK"

3. 事务中的错误

在 Redis 事务中，可能会遇到两种类型的命令错误：

在调用EXEC之前，某些命令可能会失败无法入队。例如，命令可能存在语法错误，或者可能出现关键条件，例如内存不足等。
在调用EXEC之后，某些命令可能会失败。例如，可能对一个键执行了与其值类型不符的操作，例如对字符串值执行列表操作等。

从 Redis 2.6.5 开始，服务器会在累积命令期间检测到错误。如果发现错误，它将拒绝执行事务并在EXEC期间返回错误，丢弃该事务。而在EXEC之后发生的错误不会以特殊方式处理，即使事务中的某些命令失败，其他所有命令仍将被执行。

示例，在调用EXEC之前的命令存在语法错误时，不会被添加到队列：

localhost:0>MULTI
"OK"
localhost:0>INCR a b c
"ERR wrong number of arguments for 'incr' command"

示例，命令的语法都是正确的，在调用EXEC之后，由于 LPOP 操作的对象是一个字符串，所以这个命令执行失败，但是队列中的其他命令仍会被执行：

localhost:0>MULTI
"OK"
localhost:0>SET a abc
"QUEUED"
localhost:0>LPOP a
"QUEUED"
localhost:0>SET b efg
"QUEUED"
localhost:0>EXEC
 1)  "OK"
 2)  "WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value"
 3)  "OK"