Redis事务

  • multi
    开启一个事务,原理是开启客户端属性中的事务开关标示REDIS_MULTI,将客户端从非事务状态切换到事务状态,之后该客户端的所有命令(除了事务相关的几个命令)都不会直接执行,而是存到一个事务队列中,然后向客户端返回 QUEUED 回复。Redis 的事务是不可嵌套的, 当客户端已经处于事务状态, 而客户端又再向服务器发送 MULTI时, 服务器只是简单地向客户端发送一个错误, 然后继续等待其他命令的入队。 MULTI命令的发送不会造成整个事务失败, 也不会修改事务队列中已有的数据。


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    事务状态包含一个事务队列, 以及一个已入队命令的计数器,事务队列是一个 multiCmd 类型的数组, 数组中的每个 multiCmd 结构都保存了一个已入队命令的相关信息, 包括指向命令实现函数的指针, 命令的参数, 以及参数的数量。

  • watch
    可以监视用于在事务开始之前监视任意数量的键: 当调用 EXEC命令执行事务时, 如果任意一个被监视的键已经被其他客户端修改了, 那么整个事务不再执行, 直接返回失败。只能在客户端进入事务状态之前执行, 在事务状态下发送 WATCH命令会引发一个错误, 但它不会造成整个事务失败, 也不会修改事务队列中已有的数据(和前面处理 MULTI的情况一样)。
    实现原理:
    在每个代表数据库的 redis.h/redisDb结构类型中, 都保存了一个watched_keys字典, 字典的键是这个数据库被监视的键, 而字典的值则是一个链表, 链表中保存了所有监视这个键的客户端。
    比如说,以下字典就展示了一个 watched_keys
    字典的例子:

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其中, 键 key1正在被 client2 、 client5和 client1三个客户端监视, 其他一些键也分别被其他别的客户端监视着。
WATCH命令的作用, 就是将当前客户端和要监视的键在 watched_keys
中进行关联。
举个例子, 如果当前客户端为 client10086, 那么当客户端执行 WATCH key1 key2时, 前面展示的 watched_keys将被修改成这个样子:

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通过 watched_keys 字典, 如果程序想检查某个键是否被监视, 那么它只要检查字典中是否存在这个键即可; 如果程序要获取监视某个键的所有客户端, 那么只要取出键的值(一个链表), 然后对链表进行遍历即可。
在任何对数据库键空间(key space)进行修改的命令成功执行之后 (比如 FLUSHDB、SET、DEL、 LPUSH、SADD 、 ZREM,诸如此类), multi.c/touchWatchedKey
函数都会被调用 —— 它检查数据库的 watched_keys字典, 看是否有客户端在监视已经被命令修改的键, 如果有的话, 程序将所有监视这个/这些被修改键的客户端的 REDIS_DIRTY_CAS选项打开:

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当客户端发送 EXEC命令、触发事务执行时, 服务器会对客户端的状态进行检查:
如果客户端的 REDIS_DIRTY_CAS选项已经被打开,那么说明被客户端监视的键至少有一个已经被修改了,事务的安全性已经被破坏。服务器会放弃执行这个事务,直接向客户端返回空回复,表示事务执行失败。
如果 REDIS_DIRTY_CAS选项没有被打开,那么说明所有监视键都安全,服务器正式执行事务。

  • EXEC
    提交事务。按顺序执行队列中的命令,最后将执行命令所得的结果全部返回给客户端。
  • DISCARD
    取消事务。清空事务队列,关闭客户端事务开关,切换事务状态。

事务中的命令和普通命令在执行上的相同与不同:

相同点:无论在事务状态下, 还是在非事务状态下, Redis 命令都由同一个函数执行, 所以它们共享很多服务器的一般设置, 比如 AOF 的配置、RDB 的配置,以及内存限制,等等。

不同点:

  • 非事务状态下的命令以单个命令为单位执行,前一个命令和后一个命令的客户端不一定是同一个;
    而事务状态则是以一个事务为单位,执行事务队列中的所有命令:除非当前事务执行完毕,否则服务器不会中断事务,也不会执行其他客户端的其他命令。
  • 在非事务状态下,执行命令所得的结果会立即被返回给客户端;
    而事务则是将所有命令的结果集合到回复队列,再作为 EXEC命令的结果返回给客户端。
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