Redis学习笔记（二十一） 事务

文章开始啰嗦两句，写到这里共21篇关于redis的琐碎知识，没有过多的写编程过程中redis的应用，着重写的是redis命令、客户端、服务器以及生产环境搭建用到的主从、哨兵、集群实现原理，如果你真的能看的进去，相信对你在以后用到redis时会有一定的帮助。

写到现在，redis相关的内容暂时告一段落了，以后可能更着重的去介绍c#相关的知识，包括用到IL、.net core底层、微服务等知识。

哎呀，写着写着突然又想啰嗦几句，最近几年c#在国内式微java如日中天，好多微软系的小伙伴或者各路大神都不看好c#，网上相关的帖子更是多如牛毛，另外一个现象就是从职位到薪资被java、go等语言甩了n条街。

但我觉得抛开这些外界因素，单从技术或者说是语言上讲c#其实非常优秀，虽然近几年.net  core 有些不伦不类、各种借鉴（抄袭）其他语言的语法糖、各个大版本之间不兼容等问题一堆，但是这并不影响他的优秀，毕竟成长确实要走很多弯路，所以希望有兴趣继续搞搞.net 的童鞋可以持续关注c#。

---

Redis通过MULTI、EXEC、WATCH等命令来实现事务，事务提供了一种将多个命令请求打包，然后一次性、按顺序地执行多个命令的机制，并且在事务执行期间，服务器不会中断事务而改去执行其他客户端命令请求，他会将事务中的所有命令执行完毕，然后采取处理其他客户端的命令请求。

一个事务从开始到结束通常会经历以下三个阶段：事务开始、命令入队、事务执行。

1）事务开始

MULTI命令的执行标志是事务的开始，MULTI命令可以将执行该命令的客户端的从非事务状态切换至事务状态，这一切是通过在客户端状态的flags属性中打开REDIS_MULTI标识来完成的。

2）命令入队

如果客户端发送的命令为EXEC、DISCARD、WATCH、MULTI四个命令的其中一个，那么服务器立即执行这个命令，相反，服务器并不会立即执行这个命令，而是将命令放入到一个事务队列中，而后向客户端返回QUEUED回复。

每个Redis客户端都有自己的事务状态，这个事务状态保存在客户端状态的mstate属性里面：

typedef struct redisClient{
    //事务状态
    multiState mstate;
} redisClient；

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：

typedef struct multiState{
    //事务队列，FIFO顺序
    multiCmd *commands;
    ///已入队列计数
    int count;
} multiState;

typedef struct multiCmd{
    //参数
    robj **argv;
    //参数数量
    int argc;
    //命令指针
    struct redisCommand *cmd;
} multiCmd;

事务队列以先进先出的方式 保存入队的命令。

3）执行事务

当一个处于事务状态的客户端向服务器发送EXEC命令时，这个EXEC命令将立即被服务器执行。服务器会遍历这个客户端的事务队列，执行队列中保存的所有命令，最后将执行命令所得的结果全部返回给客户端。

WATCH命令

watch命令是一个乐观锁，它可以在exec命令执行之前，监视任意数量的数据库键，并在EXEC命令执行时，检查被监视的键是否至少有一个已经被修改过，如果是的话，服务器将拒绝执行事务，并向客户端返回标识事务执行失败的空回复。

每个Redis数据库都保存着一个watched_keys字典，这个键是某个被watch命令监视的数据数据库键，而字典的值是一个链表，链表中记录了所有被监视相应数据库键的客户端。

typedef struct redisDb{
    //正在被watch命令监视的键
    dict *watched_keys;
} redisDb；

监视机制的触发：所有对数据库进行修改的命令，在执行之后都会调用touchWatchKey函数对watched_keys字典进行检查，查看是否在客户端正在监视刚刚被命令修改过的数据库键，如果有的话，那么touchWatchKey函数会将监视被修改键的客户端的REDIS_DIRTY_CAS标识打开，标识该客户端的事务安全性已经被破坏。

判断事务是否安全

当服务器接收到一个客户端发来的EXEC命令时，服务器会根据客户端是否打开REDIS_DIRTY_CAS标识来决定是否执行事务：如果客户端的REDIS_DIRTY_CAS标识已经被打开，那么说明客户端所监视的键当中，至少有一个键已经被修改过了，在这种情况下，客户端提交的事务已经不再安全，所以服务器会拒绝执行客户端提交的事务；如果客户端REDIS_DIRTY_CAS标识没有被打开，那么说明客户端监视的所有键都没有被修改过，事务仍然是安全的，服务器将执行客户端提交的这个事务。

事务的ACID性质

原子性：Redis的事务和传统的关系型数据库事务最大的区别在于，Redis不支持事务回滚机制，事务队列中的某个命令在执行期间出现错误，整个事务也会继续执行下去，直到将事务队列中的所有命令都执行完毕为止。

一致性：

1、入队错误，如果一个事务在入队命令的过程中，出现了命令不存在，或者命令的格式不正确的情况那么Redis将拒绝执行这个事务

2、执行错误：执行过程中发生的错误都是一些不能再入队时被服务器发现的错误，这些错误只会在命令实际执行时被触发；即使在事务的执行过程中发生了错误，服务器也不会中断事务的执行，他会继续执行事务中余下的其他命令，并且一致性的命令不会被出错的命令影响。

3、服务器停机：如果服务器运行在无持久化的内存模式中，那么重启之后数据库将是一片空白的，因此数据总是一致性的；如果服务器运行了RDB模式下，那么事务中途停机不会导致不一致性，因为服务器可以根据现有的RDB文件来恢复数据，从而将数据库还原到一个一致性的状态。如果服务器运行在APF模式下，那么事务中途停机不会导致不一致性，因为服务器可以根据现有的APF文件来恢复数据，从而将数据库还原至一致的状态。

隔离性：Redis使用单线程的方式执行事务，并且服务器保证，在执行事务期间不会对事务中断，因此，redis的事务总是以串行的方式运行，并且事务也总是具有隔离性的。

耐久性：Redis事务的耐久性由Redis所使用的持久化模式决定的，（不论Redis在什么模式下运行，在一个事务的最后加上SAVE命令总可以保证事务的耐久性。）

---

每天学一点，总会有收获。

说明：尊重作者知识产权，文中内容参考《Redis设计与实现》，仅在此做学习与大家分享。

---