Redis事務(wù)（transaction）

本文檔翻譯自：?http://redis.io/topics/transactions?。

MULTI?、?EXEC?、?DISCARD?和?WATCH?是 Redis 事務(wù)的基礎(chǔ)。

事務(wù)可以一次執(zhí)行多個(gè)命令， 并且?guī)в幸韵聝蓚€(gè)重要的保證：

• 事務(wù)是一個(gè)單獨(dú)的隔離操作：事務(wù)中的所有命令都會(huì)序列化、按順序地執(zhí)行。事務(wù)在執(zhí)行的過程中，不會(huì)被其他客戶端發(fā)送來的命令請求所打斷。

• 事務(wù)是一個(gè)原子操作：事務(wù)中的命令要么全部被執(zhí)行，要么全部都不執(zhí)行。

  EXEC?命令負(fù)責(zé)觸發(fā)并執(zhí)行事務(wù)中的所有命令：

  • 如果客戶端在使用?MULTI?開啟了一個(gè)事務(wù)之后，卻因?yàn)閿嗑€而沒有成功執(zhí)行?EXEC?，那么事務(wù)中的所有命令都不會(huì)被執(zhí)行。
  • 另一方面，如果客戶端成功在開啟事務(wù)之后執(zhí)行?EXEC?，那么事務(wù)中的所有命令都會(huì)被執(zhí)行。

  當(dāng)使用 AOF 方式做持久化的時(shí)候， Redis 會(huì)使用單個(gè)?write(2)?命令將事務(wù)寫入到磁盤中。

  然而，如果 Redis 服務(wù)器因?yàn)槟承┰虮还芾韱T殺死，或者遇上某種硬件故障，那么可能只有部分事務(wù)命令會(huì)被成功寫入到磁盤中。

  如果 Redis 在重新啟動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn) AOF 文件出了這樣的問題，那么它會(huì)退出，并匯報(bào)一個(gè)錯(cuò)誤。

  使用?redis-check-aof?程序可以修復(fù)這一問題：它會(huì)移除 AOF 文件中不完整事務(wù)的信息，確保服務(wù)器可以順利啟動(dòng)。

從 2.2 版本開始，Redis 還可以通過樂觀鎖（optimistic lock）實(shí)現(xiàn) CAS （check-and-set）操作，具體信息請參考文檔的后半部分。

用法

MULTI?命令用于開啟一個(gè)事務(wù)，它總是返回?OK?。

MULTI?執(zhí)行之后， 客戶端可以繼續(xù)向服務(wù)器發(fā)送任意多條命令， 這些命令不會(huì)立即被執(zhí)行， 而是被放到一個(gè)隊(duì)列中， 當(dāng)?EXEC?命令被調(diào)用時(shí)， 所有隊(duì)列中的命令才會(huì)被執(zhí)行。

另一方面， 通過調(diào)用?DISCARD?， 客戶端可以清空事務(wù)隊(duì)列， 并放棄執(zhí)行事務(wù)。

以下是一個(gè)事務(wù)例子， 它原子地增加了?foo?和?bar?兩個(gè)鍵的值：

> MULTI OK> INCR foo QUEUED> INCR bar QUEUED> EXEC 1) (integer) 1 2) (integer) 1

EXEC?命令的回復(fù)是一個(gè)數(shù)組， 數(shù)組中的每個(gè)元素都是執(zhí)行事務(wù)中的命令所產(chǎn)生的回復(fù)。 其中， 回復(fù)元素的先后順序和命令發(fā)送的先后順序一致。

當(dāng)客戶端處于事務(wù)狀態(tài)時(shí)， 所有傳入的命令都會(huì)返回一個(gè)內(nèi)容為?QUEUED?的狀態(tài)回復(fù)（status reply）， 這些被入隊(duì)的命令將在?EXEC?命令被調(diào)用時(shí)執(zhí)行。

事務(wù)中的錯(cuò)誤

使用事務(wù)時(shí)可能會(huì)遇上以下兩種錯(cuò)誤：

• 事務(wù)在執(zhí)行?EXEC?之前，入隊(duì)的命令可能會(huì)出錯(cuò)。比如說，命令可能會(huì)產(chǎn)生語法錯(cuò)誤（參數(shù)數(shù)量錯(cuò)誤，參數(shù)名錯(cuò)誤，等等），或者其他更嚴(yán)重的錯(cuò)誤，比如內(nèi)存不足（如果服務(wù)器使用?maxmemory?設(shè)置了最大內(nèi)存限制的話）。
• 命令可能在?EXEC?調(diào)用之后失敗。舉個(gè)例子，事務(wù)中的命令可能處理了錯(cuò)誤類型的鍵，比如將列表命令用在了字符串鍵上面，諸如此類。

對于發(fā)生在?EXEC?執(zhí)行之前的錯(cuò)誤，客戶端以前的做法是檢查命令入隊(duì)所得的返回值：如果命令入隊(duì)時(shí)返回?QUEUED?，那么入隊(duì)成功；否則，就是入隊(duì)失敗。如果有命令在入隊(duì)時(shí)失敗，那么大部分客戶端都會(huì)停止并取消這個(gè)事務(wù)。

不過，從 Redis 2.6.5 開始，服務(wù)器會(huì)對命令入隊(duì)失敗的情況進(jìn)行記錄，并在客戶端調(diào)用?EXEC?命令時(shí)，拒絕執(zhí)行并自動(dòng)放棄這個(gè)事務(wù)。

在 Redis 2.6.5 以前， Redis 只執(zhí)行事務(wù)中那些入隊(duì)成功的命令，而忽略那些入隊(duì)失敗的命令。 而新的處理方式則使得在流水線（pipeline）中包含事務(wù)變得簡單，因?yàn)榘l(fā)送事務(wù)和讀取事務(wù)的回復(fù)都只需要和服務(wù)器進(jìn)行一次通訊。

至于那些在?EXEC?命令執(zhí)行之后所產(chǎn)生的錯(cuò)誤， 并沒有對它們進(jìn)行特別處理： 即使事務(wù)中有某個(gè)/某些命令在執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生了錯(cuò)誤， 事務(wù)中的其他命令仍然會(huì)繼續(xù)執(zhí)行。

從協(xié)議的角度來看這個(gè)問題，會(huì)更容易理解一些。 以下例子中，?LPOP?命令的執(zhí)行將出錯(cuò)， 盡管調(diào)用它的語法是正確的：

Trying 127.0.0.1... Connected to localhost. Escape character is '^]'.MULTI +OKSET a 3 abc+QUEUED LPOP a+QUEUED EXEC*2 +OK -ERR Operation against a key holding the wrong kind of value

EXEC?返回兩條批量回復(fù)（bulk reply）： 第一條是?OK?，而第二條是?-ERR?。 至于怎樣用合適的方法來表示事務(wù)中的錯(cuò)誤， 則是由客戶端自己決定的。

最重要的是記住這樣一條， 即使事務(wù)中有某條/某些命令執(zhí)行失敗了， 事務(wù)隊(duì)列中的其他命令仍然會(huì)繼續(xù)執(zhí)行 —— Redis 不會(huì)停止執(zhí)行事務(wù)中的命令。

以下例子展示的是另一種情況， 當(dāng)命令在入隊(duì)時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤， 錯(cuò)誤會(huì)立即被返回給客戶端：

MULTI +OKINCR a b c -ERR wrong number of arguments for 'incr' command

因?yàn)檎{(diào)用?INCR?命令的參數(shù)格式不正確， 所以這個(gè)?INCR?命令入隊(duì)失敗。

為什么 Redis 不支持回滾（roll back）

如果你有使用關(guān)系式數(shù)據(jù)庫的經(jīng)驗(yàn)， 那么 “Redis 在事務(wù)失敗時(shí)不進(jìn)行回滾，而是繼續(xù)執(zhí)行余下的命令”這種做法可能會(huì)讓你覺得有點(diǎn)奇怪。

以下是這種做法的優(yōu)點(diǎn)：

• Redis 命令只會(huì)因?yàn)殄e(cuò)誤的語法而失敗（并且這些問題不能在入隊(duì)時(shí)發(fā)現(xiàn)），或是命令用在了錯(cuò)誤類型的鍵上面：這也就是說，從實(shí)用性的角度來說，失敗的命令是由編程錯(cuò)誤造成的，而這些錯(cuò)誤應(yīng)該在開發(fā)的過程中被發(fā)現(xiàn)，而不應(yīng)該出現(xiàn)在生產(chǎn)環(huán)境中。
• 因?yàn)椴恍枰獙貪L進(jìn)行支持，所以 Redis 的內(nèi)部可以保持簡單且快速。

有種觀點(diǎn)認(rèn)為 Redis 處理事務(wù)的做法會(huì)產(chǎn)生 bug ， 然而需要注意的是， 在通常情況下， 回滾并不能解決編程錯(cuò)誤帶來的問題。 舉個(gè)例子， 如果你本來想通過?INCR?命令將鍵的值加上?1?， 卻不小心加上了?2?， 又或者對錯(cuò)誤類型的鍵執(zhí)行了?INCR?， 回滾是沒有辦法處理這些情況的。

鑒于沒有任何機(jī)制能避免程序員自己造成的錯(cuò)誤， 并且這類錯(cuò)誤通常不會(huì)在生產(chǎn)環(huán)境中出現(xiàn)， 所以 Redis 選擇了更簡單、更快速的無回滾方式來處理事務(wù)。

放棄事務(wù)

當(dāng)執(zhí)行?DISCARD?命令時(shí)， 事務(wù)會(huì)被放棄， 事務(wù)隊(duì)列會(huì)被清空， 并且客戶端會(huì)從事務(wù)狀態(tài)中退出：

redis> SET foo 1 OKredis> MULTI OKredis> INCR foo QUEUEDredis> DISCARD OKredis> GET foo "1"

使用 check-and-set 操作實(shí)現(xiàn)樂觀鎖

WATCH?命令可以為 Redis 事務(wù)提供 check-and-set （CAS）行為。

被?WATCH?的鍵會(huì)被監(jiān)視，并會(huì)發(fā)覺這些鍵是否被改動(dòng)過了。 如果有至少一個(gè)被監(jiān)視的鍵在?EXEC?執(zhí)行之前被修改了， 那么整個(gè)事務(wù)都會(huì)被取消，?EXEC?返回空多條批量回復(fù)（null multi-bulk reply）來表示事務(wù)已經(jīng)失敗。

舉個(gè)例子， 假設(shè)我們需要原子性地為某個(gè)值進(jìn)行增?1?操作（假設(shè)?INCR?不存在）。

首先我們可能會(huì)這樣做：

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

上面的這個(gè)實(shí)現(xiàn)在只有一個(gè)客戶端的時(shí)候可以執(zhí)行得很好。 但是， 當(dāng)多個(gè)客戶端同時(shí)對同一個(gè)鍵進(jìn)行這樣的操作時(shí)， 就會(huì)產(chǎn)生競爭條件。

舉個(gè)例子， 如果客戶端 A 和 B 都讀取了鍵原來的值， 比如?10?， 那么兩個(gè)客戶端都會(huì)將鍵的值設(shè)為?11?， 但正確的結(jié)果應(yīng)該是?12?才對。

有了?WATCH?， 我們就可以輕松地解決這類問題了：

WATCH mykeyval = GET mykey val = val + 1MULTI SET mykey $val EXEC

使用上面的代碼， 如果在?WATCH?執(zhí)行之后，?EXEC?執(zhí)行之前， 有其他客戶端修改了?mykey?的值， 那么當(dāng)前客戶端的事務(wù)就會(huì)失敗。 程序需要做的， 就是不斷重試這個(gè)操作， 直到?jīng)]有發(fā)生碰撞為止。

這種形式的鎖被稱作樂觀鎖， 它是一種非常強(qiáng)大的鎖機(jī)制。 并且因?yàn)榇蠖鄶?shù)情況下， 不同的客戶端會(huì)訪問不同的鍵， 碰撞的情況一般都很少， 所以通常并不需要進(jìn)行重試。

了解 WATCH

WATCH?使得?EXEC?命令需要有條件地執(zhí)行： 事務(wù)只能在所有被監(jiān)視鍵都沒有被修改的前提下執(zhí)行， 如果這個(gè)前提不能滿足的話，事務(wù)就不會(huì)被執(zhí)行。

如果你使用?WATCH?監(jiān)視了一個(gè)帶過期時(shí)間的鍵， 那么即使這個(gè)鍵過期了， 事務(wù)仍然可以正常執(zhí)行， 關(guān)于這方面的詳細(xì)情況，請看這個(gè)帖子：?http://code.google.com/p/redis/issues/detail?id=270

WATCH?命令可以被調(diào)用多次。 對鍵的監(jiān)視從?WATCH?執(zhí)行之后開始生效， 直到調(diào)用?EXEC?為止。

用戶還可以在單個(gè)?WATCH?命令中監(jiān)視任意多個(gè)鍵， 就像這樣：

redis> WATCH key1 key2 key3 OK

當(dāng)?EXEC?被調(diào)用時(shí)， 不管事務(wù)是否成功執(zhí)行， 對所有鍵的監(jiān)視都會(huì)被取消。

另外， 當(dāng)客戶端斷開連接時(shí)， 該客戶端對鍵的監(jiān)視也會(huì)被取消。

使用無參數(shù)的?UNWATCH?命令可以手動(dòng)取消對所有鍵的監(jiān)視。 對于一些需要改動(dòng)多個(gè)鍵的事務(wù)， 有時(shí)候程序需要同時(shí)對多個(gè)鍵進(jìn)行加鎖， 然后檢查這些鍵的當(dāng)前值是否符合程序的要求。 當(dāng)值達(dá)不到要求時(shí)， 就可以使用?UNWATCH?命令來取消目前對鍵的監(jiān)視， 中途放棄這個(gè)事務(wù)， 并等待事務(wù)的下次嘗試。

使用 WATCH 實(shí)現(xiàn) ZPOP

WATCH?可以用于創(chuàng)建 Redis 沒有內(nèi)置的原子操作。

舉個(gè)例子， 以下代碼實(shí)現(xiàn)了原創(chuàng)的?ZPOP?命令， 它可以原子地彈出有序集合中分值（score）最小的元素：

WATCH zset element = ZRANGE zset 0 0 MULTIZREM zset element EXEC

程序只要重復(fù)執(zhí)行這段代碼， 直到?EXEC?的返回值不是空多條回復(fù)（null multi-bulk reply）即可。

Redis 腳本和事務(wù)

從定義上來說， Redis 中的腳本本身就是一種事務(wù)， 所以任何在事務(wù)里可以完成的事， 在腳本里面也能完成。 并且一般來說， 使用腳本要來得更簡單，并且速度更快。

因?yàn)槟_本功能是 Redis 2.6 才引入的， 而事務(wù)功能則更早之前就存在了， 所以 Redis 才會(huì)同時(shí)存在兩種處理事務(wù)的方法。

不過我們并不打算在短時(shí)間內(nèi)就移除事務(wù)功能， 因?yàn)槭聞?wù)提供了一種即使不使用腳本， 也可以避免競爭條件的方法， 而且事務(wù)本身的實(shí)現(xiàn)并不復(fù)雜。

不過在不遠(yuǎn)的將來， 可能所有用戶都會(huì)只使用腳本來實(shí)現(xiàn)事務(wù)也說不定。 如果真的發(fā)生這種情況的話， 那么我們將廢棄并最終移除事務(wù)功能。

from:?http://redisdoc.com/topic/transaction.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Redis事务（transaction）的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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