聊一聊Redis事务

没错，Redis也有事务管理，但是功能很简单，在正式开发中也并不推荐使用。但是面试中有可能会问到，所以本文简单谈一谈Redis的事务。

通过这篇文章，你会了解

Redis为什么要提供事务？
Redis事务基本指令和使用方法
CAS乐观锁是什么？
Redis事务为什么不支持回滚？

1. 为什么要用事务

我们知道Redis的单个命令是原子性的，比如get、set、mget、mset等指令。

原子性是指操作是不可分割的，在执行完毕之前不会被任何其它任务或事件中断，也就不会有并发的安全性问题

在涉及到多个命令的时候，如果需要把多个命令设置为一个不可分割的处理序列，就需要用到事务了。

比如，招财和陀螺各有100元，招财给陀螺转了10元，这时候需要在Redis中把招财的金额总数-10，同时需要把陀螺的金额总数+10。这两个操作要么同时成功，要么同时失败，这时候就需要事务了。

实际上，Redis连这个简单的需求都没办法完美做到，至于为啥，接着往下看吧

2. 事务的用法

2.1 5个基本指令

Redis提供了以下5个基本指令，先混个眼熟就行，接下来在案例中进行实操，想记不住都难

命令	格式	作用	返回值
MULTI	MULTI	显式开启Redis事务，后续命令将排队，等候使用EXEC进行原子执行	always OK.
EXEC	EXEC	执行事务中的`commands`队列，恢复连接状态。如果`WATCH`在之前被调用，只有监测中的`Keys`没有被修改，命令才会被执行，否则停止执行（详见下文，`CAS`机制）	成功：返回数组 —— 每个元素对应着原子事务中一个 `command`的返回结果; 失败：返回`NULL`（`Ruby` 返回`nil`）;
DISCARD	DISCARD	清除事务中的`commands`队列，恢复连接状态。如果`WATCH`在之前被调用，释放监测中的`Keys`	always OK.
WATCH	WATCH key [key ...]	将给出的`Keys`标记为监测态，作为事务执行的条件	always OK.
UNWATCH	UNWATCH	清除事务中`Keys`的监测态，如果调用了`EXEC`或者 `DISCARD`，则没有必要再手动调用`UNWATCH`	always OK.

2.2 案例演示

案例场景：招财和陀螺各有100元，招财给陀螺转了10元，这时候需要在Redis中把招财的金额-10，同时需要把陀螺的金额+10。

2.2.1 事务提交

我们首先为陀螺和招财初始化自己的金额；然后使用MULTI命令显式开启Redis事务。该命令总是直接返回OK。此时用户可以发送多个指令，Redis不会立刻执行这些命令，而是将这些指令依次放入当前事务的指令队列中；EXEC被调用后，所有的命令才会被依次执行。

# 给陀螺初始化100元

127.0.0.1:6379> set tuoluo 100

OK

# 给招财初始化100元

127.0.0.1:6379> set zhaocai 100

OK

# 显式开启事务

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

# 给陀螺增加10元

127.0.0.1:6379(TX)> INCRBY tuoluo 10

QUEUED

# 给招财减少10元

127.0.0.1:6379(TX)> DECRBY zhaocai 10

QUEUED

# 执行事务中的所有指令（提交事务）

127.0.0.1:6379(TX)> EXEC

1) (integer) 110

2) (integer) 90

2.2.2 嵌套事务

Redis不支持嵌套事务，多个MULTI命令和单个MULTI命令效果相同。

# 第一次开启事务

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

# 尝试嵌套事务

127.0.0.1:6379(TX)> MULTI

(error) ERR MULTI calls can not be nested

# 仍然处于第一个事务当中

127.0.0.1:6379(TX)>

2.2.3 放弃事务

如果开启事务之后，中途后悔了怎么办？调用DISCARD可以清空事务中的指令队列，退出事务。

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

# 在事务中调用DISCARD指令

127.0.0.1:6379(TX)> DISCARD

OK

# 会退出当前事务

127.0.0.1:6379>

2.2.4 watch指令

假如我们在一个客户端连接中开启了事务，另一个客户端连接修改了这个事务涉及的变量值，将会怎样？

client1开启了一个转账的事务，事务开始时招财和陀螺各自拥有100元，在执行EXEC指令之前，client2将陀螺的余额添加了10元，此时执行EXEC之后，陀螺最终的金额为120元，招财为90元。

很明显，这种情况下存在数据安全问题。

为此Redis提供了WATCH的指令，该指令可以为Redis事务提供CAS乐观锁行为，即多个连接同时更新变量的时候，会和变量的初始值进行比较，只在这个变量的值没有被修改的情况下才会更新成新的值。

2.2.4.1 WATCH用法

对应我们的案例，我们可以使用WATCH监听一个或多个key，如果开启事务之前，至少有一个被监视的key在EXEC执行之前被修改了，那么整个事务都会被取消，直接返回nil（见下面的案例）。UNWATCH是WATCH的反操作。

2.2.4.2 CAS机制

CAS（Compare And Swap）比较并替换，是多并发时常用的一种乐观锁技术

CAS需要三个变量信息，分别是内存位置(JAVA中的内存地址，V)，旧的预期值(A)和新值(B)。CAS执行时，当且仅当V和预期值A相等时，更新V的值为新值B，否则不执行更新。

3. 事务执行出错怎么办

事务执行时可能遇到问题，按照发生的时机不同分为两种：

执行EXEC之前
执行EXEC之后

3.1 执行EXEC之前发生错误

比如指令存在语法错误（参数数量不对，指令单词拼错）导致不能进入commands队列，这一步主要是编译错误，还未到运行时。

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

127.0.0.1:6379(TX)> SET tuoluo

(error) ERR wrong number of arguments for 'set' command

127.0.0.1:6379(TX)> EXEC

(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.

这种情况下事务会执行失败，队列中的所有指令都不会得到执行。

3.2 执行EXEC之后发生错误

这种错误往往是类型错误，比如对String使用了Hash的命令，这是运行时错误，编译期间不会出错

127.0.0.1:6379> MULTI

OK

127.0.0.1:6379(TX)> SET tuoluo 100

QUEUED

127.0.0.1:6379(TX)> LPOP tuoluo

QUEUED

127.0.0.1:6379(TX)> EXEC

1) OK

2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

我们发现，SET tuoluo 100的命令居然执行成功了，也就是在发生了运行时异常的情况下，错误的指令不会被执行，但是其他的命令不会受影响。

这种方式显然不符合我们对原子性的定义，也就是Redis的事务无法实现原子性，无法保证数据一致。

针对这种缺陷，Redis官方也是做了说明的。

4. Redis事务为什么不支持回滚

引自Redis官方文档。

为了方便大家理解，我翻译一下就是：

你们程序员的锅，关我们Redis屁事儿！

Redis官方认为，只有在命令语法错误或者类型错误的时候，Redis命令才会执行失败。而且他们认为有这种错误的语法一般也不会进入到生产环境。而且不支持回滚可以使他们有更多时间玩儿Redis运行得更简单快捷。

这种说法多牛！如果出问题就是程序员的问题，写错了还让代码进入生产环境，那就是罪上加罪，你永远赖不着Redis官方。

这可能就是不推荐使用Redis事务的原因了吧，鸡肋是一方面，万一被官方打脸了呢？所以Redis事务的知识稍微了解一下就好，面试被问到能回到上来就可以了。

下期见！

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