Redis之Redis的事务

1.Redis的事务是什么

      Redis 事务的本质是一组命令的集合,事务支持一次执行多个命令，一个事务中所有命令都会被序列化。(redis事务就是一次性、顺序性、排他性的执行一个队列中的一系列命令).

  1.1reids事务的特点

     1. 事务同命令一样都是Redis最小的执行单位，一个事务中的命令要么都执行，要么都不执行

      2.在事务执行过程，会按照顺序串行化执行队列中的命令，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中

     3.Redis的事务还能保证一个事务内的命令依次执行而不被其他命令插入

  1.2.Redis的常用操作

     MULTI, EXEC, DISCARD and WATCH 是Redis事务的基础。用来显式开启并控制一个事务，它们允许在一个步骤中执行一组命令。并提供两个重要的保证：

    1. 事务中的所有命令都会被序列化并按顺序执行。在执行Redis事务的过程中，不会出现由另一个客户端发出的请求。这保证 命令队列 作为一个单独的原子操作被执行。

    2.队列中的命令要么全部被处理，要么全部被忽略。EXEC命令触发事务中所有命令的执行，因此，当客户端在事务上下文中失去与服务器的连接.

  1.2.1MULTI 命令

       用于标记事务块的开始。Redis会将后续的命令逐个放入队列中，然后才能使用EXEC命令原子化地执行这个命令序列。这个命令的运行格式如下所示：MULTI

    这个命令的返回值是一个简单的字符串，总是OK。

   1.2.2. EXEC命令

       在一个事务中执行所有先前放入队列的命令，然后恢复正常的连接状态。当使用WATCH命令时，只有当受监控的键没有被修改时，EXEC命令才会执行事务中的命令，这种方式利用了检查再设置（CAS）的机制()。这个命令的运行格式如下所示：EXEC

   这个命令的返回值是一个数组，其中的每个元素分别是原子化事务中的每个命令的返回值。当使用WATCH命令时，如果事务执行中止，那么EXEC命令就会返回一个Null值。(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)

   1.2.3. DISCARD命令

    清除所有先前在一个事务中放入队列的命令，然后恢复正常的连接状态。如果使用了WATCH命令，那么DISCARD命令就会将当前连接监控的所有键取消监控。这个命令的运行格式如下所示：DISCARD

这个命令的返回值是一个简单的字符串，总是OK。

  1.2.4. WATCH命令

   当某个事务需要按条件执行时，就要使用这个命令将给定的键设置为受监控的. 

     1.Watch指令，类似乐观锁，事务提交时，如果Key的值已被别的客户端改变，比如某个list已被别的客户端push/pop过了，整个事务队列都不会被执行

     2.通过WATCH命令在事务执行之前监控了多个Keys，倘若在WATCH之后有任何Key的值发生了变化，EXEC命令执行的事务都将被放弃，同时返回Nullmulti-bulk应答以通知调用者事务执行失败.这个命令的运行格式如下所示：WATCH key [key ...]

这个命令的返回值是一个简单的字符串，总是OK。对于每个键来说，时间复杂度总是O(1)。

   1.2.5. UNWATCH命令

    清除所有先前为一个事务监控的键。如果你调用了EXEC或DISCARD命令，那么就不需要手动调用UNWATCH命令。这个命令的运行格式如下所示：UNWATCH

这个命令的返回值是一个简单的字符串，总是OK。时间复杂度总是O(1)。

2.Redis 事务的三个阶段

     Redis 中的事务从开始到结束也是要经历三个阶段：开启事务,命令入列,执行事务/放弃事务

    2.1开启事务阶段

       1.multi 命令用于开启事务

        2.multi 命令可以让客户端从非事务模式状态，变为事务模式状态，如下图所示     

       

 

 

 

  3.注意：multi 命令不能嵌套使用，如果已经开启了事务的情况下，再执行 multi 命令，会提示如下错误：

错误:(error) ERR MULTI calls can not be nested
  执行效果，如下代码所示：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> multi
(error) ERR MULTI calls can not be nested

4.当客户端是非事务状态时，使用 multi 命令，客户端会返回结果 OK ，如果客户端已经是事务状态，再执行 multi 命令会 报不能嵌套的错误，但不会终止客户端为事务的状态，如下图所示  

2.2命令入列阶段

    1.客户端进入事务状态之后,将多个命令入队到事务中，接到这些命令并不会立即执行,而是放到等待执行的事务队列里面,命令入列成功后会返回 QUEUED,如下代码所示:

> multi
OK
> set k v
QUEUED
> get k
QUEUED

 2.命令会按照先进先出（FIFO）的顺序出入列，也就是说事务会按照命令的入列顺序，从前往后依次执行。

执行流程如下图所示： 

 

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3执行事务/放弃事务阶段

         执行事务的命令是 exec ，放弃事务的命令是 discard

          

执行事务示例代码如下：

> multi
OK
> set k v2
QUEUED
> exec
1) OK
> get k
"v2"

放弃事务示例代码如下：

> multi
OK
> set k v3
QUEUED
> discard
OK
> get k
"v2"

3.事务错误&回滚

事务执行中的错误分为以下三类：

    1.执行时才会出现的错误(简称：执行时错误)

    2.入列时错误，不会终止整个事务；

    3.入列时错误，会终止整个事务。

 3.1执行时错误

    从以下实例结果可以看出，即使事务队列中某个命令在执行期间发生了错误，事务也会继续执行，直到事务队列中所有命令执行完成。        

3.2入列时,错误不会导致事务结束

     从以下实例结果可以看出，重复执行 multi 会导致入列错误，但不会终止事务，最终查询的结果是事务执行成功了。除了重复执行 multi 命令，还有在事务状态下执行 watch 也是同样的效果

 

3.3入列错误会导致事务结束

3.4为什么不支持事务回滚？

不支持事务回滚的原因有以下两个：

      1.Redis事务的执行时，错误通常都是编程错误造成的，这种错误通常只会出现在开发环境中，而很少会在实际的生产环境中出现，所以他认为没有必要为 Redis 开发事务回滚功能；

       2.不支持事务回滚是因为这种复杂的功能和 Redis 追求的简单高效的设计主旨不符合。

4.Redis事务的三个特性

     1.单独的隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

     2.没有隔离级别的概念：队列中的命令没有提交之前都不会实际的被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行，也就不存在”事务内的查询要看到事务里的更新，在事务外查询不能看到”这个

     3.不保证原子性：redis同一个事务中如果有一条命令执行失败，其后的命令仍然会被执行，没有回滚

 5.悲观锁与乐观锁

    1.悲观锁(Pessimistic Lock), 顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里边就用到了很多这种锁机制，比如行锁，表锁等，读锁，写锁等，都是在做操作之前先上锁

   2.乐观锁(Optimistic Lock), 顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量;乐观锁策略:提交版本必须大于记录当前版本才能执行更新