Redis 事务

Redis通过 MULTI/EXEC/WATCH 等命令实现事务的功能，事务提供了一种将多个命令请求打包，一次性按顺序地执行多个命令的机制。

1 事务的实现

事务以一个 MULTI 命令开始，接着将多个命令放入事务当中，最后有 EXEC 命令将这个事务提交给服务器。

1.1 事务开始

MULTI 命令的执行标志事务的开始，将客户端从非事务状态切换为事务状态，通过客户端状态的 flags 属性实现。

1.2 命令入队

当客户端处于非事务状态，发送的命令会立即被服务器执行。

当客户端处理事务状态时，服务器会根据客户端发来的不同命令执行不同操作。

• 如果是 EXEC/DISCARD/WATCH/MULTI 命令中的一个，就会被立即执行。
• 其他命令会被放入一个事务队列里面，然后向客户端返回 QUEUED 回复。

事务队列

服务器的每个redis客户端保存自己的事务状态，事务状态包含一个事务队列和一个已入队命令的计数器，事务队列的长度。

1.3 事务执行

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 命令会立即被服务器执行，服务器会遍历这个客户端的事务队列，执行所有命令并返回给客户端。

2 WATCH

WATCH 是一个乐观锁，可以在执行 EXEC 命令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了，如果是的话，服务器将拒绝执行事务，并向客户端返回事务执行失败的空恢复。

每个 Redis 数据库保存着一个 watched_keys 字典，这个字典的键是某个被 WATCH 命令监视的数据库键，而字典的值是一个链表，链表中记录了所有监视键的客户端。

2.1 监视机制的触发

当执行修改的命令时，会对 watched_keys 进行检查，如果存在，则修改对应reids客户端的 REDIS_DIRTY_CAS 标识，标识客户端的事务安全性已经被破坏。

2.3 EXEC 命令

当服务器收到 EXEC 命令时，会检测这个客户端是否打开了 REDIS_DIRTY_CAS 标识，来决定是否执行事务。

3 事务的 ACID

Redis 中，事务总是具有原子性、一致性、隔离性，对于隔离性需要在特定的持久化模式下才会有。

3.1 原子性

对于 Redis 的事务，多个操作要么全部执行，要不全不执行，满足原子性的。在的过程中，如果发生错误，那么这条事务中的所有命令都不会执行。

但是 Redis 的事务是不支持回滚的，在事务执行期间，如果某条命令运行错误，也会继续执行下去。

3.2 一致性

数据库在执行事务前后是一致的，无论事务是否执行成功，都应该保持一致。

一致性是指 数据符合数据库本身的定义和要求，没有非法、无效、错误的数据。

3.3 隔离性

多个事务并发地执行，各个事务之间不会相互影响，因为Redis使用单线程的方式来执行事务，并且保证执行过程中不会对事务进行终端，因此redis的事务总是以串行的方式运行的。

3.4 持久性

当一个事务执行完毕时，执行这个事务所得到的结果已经被保存到磁盘里面了，即使服务器宕机，也不会丢失结果。

Redis 的事务持久性由持久化模式决定：

1. 无持久化的内存模式下运作时，一但停机就会丢失所有数据，事务不具有持久性。
2. RDB 持久化模式，只有在特定的情况下才会执行 bgsave 命令，不能保证一定会被保存到硬盘里面， 事务不具有持久性。
3. AOF 持久化模式，并且 appendfsync=always 时，程序会在执行命令之后调用同步函数，将命令保存到硬盘里面，事务具有持久性。
4. AOF 持久化模式，并且 appendfsync=everysec 时，当停机时，可能会丢失一秒内的数据，事务不具有持久性。
5. AOF 持久化模式，并且 appendfsync=no 时，由操作系统来决定何时将命令同步到磁盘，当停机时，可能会丢失部分数据，事务不具有持久性。