基本應(yīng)用

在Redis的事務(wù)里面，采用的是樂觀鎖，主要是為了提高性能，減少客戶端的等待。由幾個命令構(gòu)成：WATCH, UNWATCH, MULTI, EXEC, DISCARD。
通過WATCH，可以實現(xiàn)CAS操作。使用WATCH監(jiān)聽一些鍵，然后去檢查鍵的值，然后根據(jù)鍵的值來決定是否還需要進(jìn)行MULTI，如果鍵的值被改了，則重新。（因為有可能在執(zhí)行WATCH前，鍵的值被改了，所以需要先WATCH，然后再作判斷）。在執(zhí)行MULTI命令后，如果中途W(wǎng)ATCH的鍵的值被修改了，后續(xù)再執(zhí)行EXEC時，整個事務(wù)都會被終止。

CAS使用示例：
假設(shè)存在一個String類型的狀態(tài)值,state，需要對其進(jìn)行CAS操作：

   WATCH state
   value  = GET state;   if value == 1
       UNWATCH state       Return false;
   MULTI   SET state 1
   result = EXEC   if result == success       return true;   return false;

原理

Redis事務(wù)實現(xiàn)原理

通過上述的基本應(yīng)用可以知道，Redis是通過WATCH命令，來保證當(dāng)前事務(wù)的數(shù)據(jù)是否被修改過，如果被修改了，則整個事務(wù)會中止，不再執(zhí)行。那么，Redis在實現(xiàn)的時候，會保存對應(yīng)的watch key，然后中途如果該Key被修改了，則會將對應(yīng)的所有客戶端的標(biāo)志位都置為CLIENT_DIRTY_CAS，表示數(shù)據(jù)被修改，后續(xù)執(zhí)行EXEC的時候則會被中斷，從而實現(xiàn)事務(wù)。而UNWATCH命令則是從保存的watch_keys里面移除。MULTI命令僅僅將客戶端的標(biāo)志位flags置為CLIENT_MULTI，表示處于MULTI狀態(tài)，該狀態(tài)下，后續(xù)的命令（除了MULTI/WATCH/DISCARD/EXEC）外，其它命令都會被保存到一個列表里面，直到EXEC或者DISCARD命令執(zhí)行。如果中途出現(xiàn)了語法錯誤之類的命令，則會將flags置為CLIENT_DIRTY_EXEC。后續(xù)執(zhí)行EXEC時，如果flags存在CLIENT_DIRTY_CAS或者CLIENT_DIRTY_EXEC，則整個事務(wù)會被中止，不執(zhí)行任何命令。

ACID分析

針對Redis的事務(wù)實現(xiàn)，對于ACID，個人認(rèn)為，對于Atomicity和Durability以及Consistency，Redis是不滿足的。為什么會對ACID進(jìn)行分析呢，一部分原因是為了作對比學(xué)習(xí)，另一部分是因為《Redis設(shè)計與實現(xiàn)》19章事務(wù)ACID性質(zhì)里面提到了一些觀點，個人不太認(rèn)同，所以進(jìn)行了一些對比。

  1. Atomicity
    指的是要么不執(zhí)行，要么全部執(zhí)行。當(dāng)其中一部分執(zhí)行了，但是另外一部分沒有執(zhí)行，那么作為整個事務(wù)，是全部要回滾，都不執(zhí)行的，而Redis在執(zhí)行過程中，如果出現(xiàn)操作和類型不一致，則會導(dǎo)致一部分執(zhí)行，而一部分錯誤的情況，即不滿足原子性。當(dāng)然，除去部分失誤外，還是能夠保證原子性的，但是這并不是嚴(yán)格的原子性要求。

  2. Durability
    持久性，事務(wù)提交后，無論出現(xiàn)任何情況，包括系統(tǒng)斷電之類的，重啟后都是可以恢復(fù)的。對于Redis來說，即使開啟了AOF以及設(shè)置為always，也存在命令執(zhí)行一部分后，系統(tǒng)宕機而導(dǎo)致數(shù)據(jù)不一致的情況，不能恢復(fù)。一般都是通過write-ahead-logging來實現(xiàn)的，即事先寫日志，而Redis是邊執(zhí)行邊寫日志。

  3. Consistency
    一致性，指從一個有效的狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一個有效的狀態(tài)，不滿足上述的兩個條件，也無法保存一致性，即會出現(xiàn)中間狀態(tài)。比如從一個人的賬戶轉(zhuǎn)到另外一個人上面，執(zhí)行了轉(zhuǎn)出，但是沒有執(zhí)行轉(zhuǎn)入的時候宕機了，就會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不一致。

  4. Isolation
    隔離性，在多個事務(wù)并發(fā)的情況下，事務(wù)之間不會被影響。對于Redis來說，事務(wù)的執(zhí)行是串行的，中途不會插入其它命令的執(zhí)行，所以是滿足隔離性的。

WATCH命令實現(xiàn)

WATCH監(jiān)聽Key，首先就要有地方保存監(jiān)聽的Key，Redis針對不同的客戶端，會在客戶端的結(jié)構(gòu)體里面維護(hù)一個WATCH監(jiān)聽Key的列表，以及在Server里面維護(hù)一個全局的哈希表，Key為被監(jiān)聽的Key，Value則為一個鏈表，里面保存了所有監(jiān)聽該Key的客戶端。如下圖：

當(dāng)執(zhí)行WATCH account時，則首先會判斷該Key是否已在客戶端里面，如果存在，則直接返回，否則加入到客戶端對應(yīng)的watched_keys列表里面，然后再將其加入到對應(yīng)DB的watched_keys字典表里面，Key為 account，Value則為該客戶端。

參考資料：

  1. Redis文檔：https://redis.io/topics/transactions

  2. 《Redis實戰(zhàn)》 ch4.4/ch19

  3. Wiki ACID：https://en.wikipedia.org/wiki/ACID

  4. Wiki write-ahead-logging：https://en.wikipedia.org/wiki/Write-ahead_logging

  5. Wiki shadow paging: https://en.wikipedia.org/wiki/Shadow_paging

分類: Redis

http://www.cnblogs.com/jabnih/p/7118254.html