Redis教程(八):事务详解

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Redis教程(八):事务详解

来源:互联网 作者:脚本宝典 时间:2015-06-16 12:49 【

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

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。
WATCHkey [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:
  

复制代码代码如下:

    #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:
  
复制代码代码如下:

    #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:
  
复制代码代码如下:

    #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:
  

复制代码代码如下:

      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:
  
复制代码代码如下:

      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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