redis事物介紹

概述

相信學過Mysql等其他數據庫的同學對事務這個詞都不陌生,事務表示的是一組動作,這組動作要麼全部執行,要麼全部不執行。爲什麼會有這樣的需求呢?看看下面的場景:

  • 微博是一個弱關係型社交網絡,用戶之間有關注和被關注兩種關係,比如兩個用戶A和B,如果A關注B,則B的粉絲中就應該有A。關注這個動作需要兩個步驟完成:在A的關注者中添加B;在B的粉絲中添加A。 這兩個動作要麼都執行成功,要麼都不執行。否則就可能會出現A關注了B,但是B的粉絲中沒有A的不可容忍的情況。
  • 轉賬匯款,假設現在有兩個賬戶A和B,現在需要將A中的一萬塊大洋轉到B的賬戶中,這個動作也需要兩個步驟完成:從A的賬戶中划走一萬塊;在B的賬戶中增加一萬塊。這兩個動作要麼全部執行成功,要麼全部不執行,否則自會有人問候你的!!!

Redis作爲一種高效的分佈式數據庫,同樣支持事務。

Redis事務

Redis中的事務(transaction)是一組命令的集合。事務同命令一樣都是Redis最小的執行單位,一個事務中的命令要麼都執行,要麼都不執行。Redis事務的實現需要用到 MULTI  EXEC 兩個命令,事務開始的時候先向Redis服務器發送 MULTI 命令,然後依次發送需要在本次事務中處理的命令,最後再發送 EXEC 命令表示事務命令結束。

舉個例子,使用redis-cli連接redis,然後在命令行工具中輸入如下命令:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set url http://qifuguang.me
QUEUED
127.0.0.1:6379> set title winwill2012
QUEUED
127.0.0.1:6379> set desc java
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
1) OK
2) OK
3) OK
127.0.0.1:6379>
127.0.0.1:6379> get url
"http://qifuguang.me"
127.0.0.1:6379> get title
"winwill2012"
127.0.0.1:6379> get desc
"java"
127.0.0.1:6379>

從輸出中可以看到,當輸入MULTI命令後,服務器返回OK表示事務開始成功,然後依次輸入需要在本次事務中執行的所有命令,每次輸入一個命令服務器並不會馬上執行,而是返回”QUEUED”,這表示命令已經被服務器接受並且暫時保存起來,最後輸入EXEC命令後,本次事務中的所有命令纔會被依次執行,可以看到最後服務器一次性返回了三個OK,這裏返回的結果與發送的命令是按順序一一對應的,這說明這次事務中的命令全都執行成功了。

再舉個例子,在命令行工具中輸入如下命令:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set a a
QUEUED
127.0.0.1:6379> sett b b
(error) ERR unknown command 'sett'
127.0.0.1:6379> set c c
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
127.0.0.1:6379> get a
(nil)
127.0.0.1:6379> get b
(nil)
127.0.0.1:6379> get c
(nil)
127.0.0.1:6379>

和前面的例子一樣,先輸入MULTI最後輸入EXEC表示中間的命令屬於一個事務,不同的是中間輸入的命令有一個錯誤(set寫成了sett),這樣因爲有一個錯誤的命令導致事務中的其他命令都不執行了(通過後續的get命令可以驗證),可見事務中的所有命令式同呼吸共命運的。

如果客戶端在發送EXEC命令之前斷線了,則服務器會清空事務隊列,事務中的所有命令都不會被執行。而一旦客戶端發送了EXEC命令之後,事務中的所有命令都會被執行,即使此後客戶端斷線也沒關係,因爲服務器已經保存了事務中的所有命令。

除了保證事務中的所有命令要麼全執行要麼全不執行外,Redis的事務還能保證一個事務中的命令依次執行而不會被其他命令插入。試想一個客戶端A需要執行幾條命令,同時客戶端B發送了幾條命令,如果不使用事務,則客戶端B的命令有可能會插入到客戶端A的幾條命令中,如果想避免這種情況發生,也可以使用事務。

Redis事務錯誤處理

如果一個事務中的某個命令執行出錯,Redis會怎樣處理呢?要回答這個問題,首先要搞清楚是什麼原因導致命令執行出錯:

  1. 語法錯誤 就像上面的例子一樣,語法錯誤表示命令不存在或者參數錯誤
    這種情況需要區分Redis的版本,Redis 2.6.5之前的版本會忽略錯誤的命令,執行其他正確的命令,2.6.5之後的版本會忽略這個事務中的所有命令,都不執行,就比如上面的例子(使用的Redis版本是2.8的)

  2. 運行錯誤 運行錯誤表示命令在執行過程中出現錯誤,比如用GET命令獲取一個散列表類型的鍵值。
    這種錯誤在命令執行之前Redis是無法發現的,所以在事務裏這樣的命令會被Redis接受並執行。如果食物裏有一條命令執行錯誤,其他命令依舊會執行(包括出錯之後的命令)。比如下例:

    1
    2
    3
    4
    5
    6
    7
    8
    9
    10
    11
    12
    13
    14
    
    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中的事務並沒有關係型數據庫中的事務回滾(rollback)功能,因此使用者必須自己收拾剩下的爛攤子。不過由於Redis不支持事務回滾功能,這也使得Redis的事務簡潔快速。

回顧上面兩種類型的錯誤,語法錯誤完全可以在開發的時候發現並作出處理,另外如果能很好地規劃Redis數據的鍵的使用,也是不會出現命令和鍵不匹配的問題的。

WATCH命令

從上面的例子我們可以看到,事務中的命令要全部執行完之後才能獲取每個命令的結果,但是如果一個事務中的命令B依賴於他上一個命令A的結果的話該怎麼辦呢?就比如說實現類似Java中的i++的功能,先要獲取當前值,才能在當前值的基礎上做加一操作。這種場合僅僅使用上面介紹的MULTI和EXEC是不能實現的,因爲MULTI和EXEC中的命令是一起執行的,並不能將其中一條命令的執行結果作爲另一條命令的執行參數,所以這個時候就需要引進Redis事務家族中的另一成員:WATCH命令

換個角度思考上面說到的實現i++的方法,可以這樣實現:

  1. 監控i的值,保證i的值不被修改
  2. 獲取i的原值
  3. 如果過程中i的值沒有被修改,則將當前的i值+1,否則不執行

這樣就能夠避免競態條件,保證i++能夠正確執行。

WATCH命令可以監控一個或多個鍵,一旦其中有一個鍵被修改(或刪除),之後的事務就不會執行,監控一直持續到EXEC命令(事務中的命令是在EXEC之後才執行的,EXEC命令執行完之後被監控的鍵會自動被UNWATCH)

舉個例子:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
127.0.0.1:6379> set mykey 1
OK
127.0.0.1:6379> WATCH mykey
OK
127.0.0.1:6379> set mykey 2
OK
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
127.0.0.1:6379> set mykey 3
QUEUED
127.0.0.1:6379> EXEC
(nil)
127.0.0.1:6379> get mykey
"2"
127.0.0.1:6379>

上面的例子中,首先設置mykey的鍵值爲1,然後使用WATCH命令監控mykey,隨後更改mykey的值爲2,然後進入事務,事務中設置mykey的值爲3,然後執行EXEC運行事務中的命令,最後使用get命令查看mykey的值,發現mykey的值還是2,也就是說事務中的命令根本沒有執行(因爲WATCH監控mykey的過程中,mykey被修改了,所以隨後的事務便會被取消)。

有了WATCH命令,我們就可以自己實現i++功能了,僞代碼如下:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
def incr($key):
    WATCH $key
    $value = GET $key
    if not $value
        $value = 0
    $value = $value + 1
    
    MULTI
    SET $key $value
        result = EXEC
    return result[0]

因爲EXEC返回的是多行字符串,使用result[0]表示返回值的第一個字符串。

注意:由於WATCH命令的作用只是當被監控的鍵被修改後取消之後的事務,並不能保證其他客戶端不修改監控的值,所以當EXEC命令執行失敗之後需要手動重新執行整個事務。

執行EXEC命令之後會取消監控使用WATCH命令監控的鍵,如果不想執行事務中的命令,也可以使用UNWATCH命令來取消監控。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章