Redis事务/Watch机制相关知识点整理

Redis事务

  • 关于Redis事务

Redis transaction是一组命令的集合。 transaction命令和普通的Redis命令一样是Redis的最小执行单位,具有原子性(一个事物中的命令,要么都执行,要么都不执行)

原理:先将属于一个事务的命令MULTI发送给Redis,MULTI 执行之后,客户端可以继续向服务器发送任意多条命令,这些命令不会立即被执行, 而是被放到一个队列中,然后当EXEC命令被调用时,再让Redis依次执行队列里的命令。

事务从执行到开始三个阶段:

  1. 开始事务
  2. 命令入队
  3. 执行事务

Redis保证一个事务中的所有命令要么都执行,要么都不执行。如果在发送EXEC命令前客户端断线了,则Redis会清空事务队列,事务中的所有命令都不会执行。 而一旦客户端发送了EXEC命令,所有的命令就都会被执行,即使此后客户端断线也没关系,因为Redis中已经记录了所有要执行的命令。

Redis保证一个事务内的命令依次执行而不被其他命令插入。(避免多台机器同时发送命令导致并发问题)

  • 和传统RDBS事务的区别

Redis的事务没有提供rollback功能,如果一个事务中的某个命令执行出错,例如语法错误,运行错误

  • 事务相关命令
# MULTI 命令的执行标记着事务的开始(客户端从非事务状态切换到事务状态)
# EXEC 命令服务器根据客户端所保存的事务队列,以先进先出(FIFO)的方式执行事务队列中的命令
#DISCARD 命令用于取消一个事务, 它清空客户端的整个事务队列, 然后将客户端从事务状态调整回非事务状态,返回字符串 OK 给客户端

redis > multi
OK
redis > incr foo
QUEUED
redis > set t1 1
QUEUED
redis > exec
  • Watch

WATCH 命令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。

  • Watch相关命令
redis> WATCH name
OK

redis> MULTI
OK

redis> SET name peter
QUEUED

redis> EXEC
(nil)

Watch命令实现

  • watched_keys字典

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。

image

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。

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。

  • watch触发

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:

image

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。

1. client3对 key1 进行了修改
2. 所有监视 key1 的客户端(client2,client5,client6)的 REDIS_DIRTY_CAS 选项都会被打开
3. 当client2,client5,client6执行 EXEC 的时候, 它们的事务都会失败

参考

https://redisbook.readthedocs.io/en/latest/feature/transaction.html#durability