超详解Redis事务：避免性能问题和并发冲突的技巧

xawind

发布于 2023-6-14 11:50

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作者 |树言树语Tree

来源 | 今日头条

Redis是一款高性能的开源内存数据库，它支持多种数据结构和丰富的数据操作命令，被广泛应用于缓存、消息队列、计数器、排行榜等场景。在实际应用中，很多操作需要保证数据的一致性和完整性，这时候就需要用到Redis事务。

什么是Redis事务？

Redis事务是将一组Redis操作打包为一个单元，然后将它们作为一个整体来执行的机制。通过Redis事务，可以确保这些操作要么全部执行成功，要么全部回滚，从而保证数据的完整性和一致性。Redis事务具有ACID事务的特性，即原子性、一致性、隔离性和持久性，可以确保数据的正确性和可靠性。

在Redis中，事务由MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH等命令来实现。MULTI命令标记事务的开始，将后续的Redis命令加入到一个队列中，这些命令不会立即执行，而是等到EXEC命令执行时一起执行。如果在队列中的任何一个命令执行失败，那么整个事务就会回滚，之前所有的操作都将被撤销。DISCARD命令可以撤销事务，而WATCH命令则用于实现乐观锁机制。

下面是一个Redis事务的示例代码：

MULTI
SET key1 value1
SET key2 value2
INCR counter
EXEC

在这个事务中，先通过MULTI命令标记事务的开始，然后将三个Redis命令加入到队列中，包括设置key1的值、设置key2的值和增加counter的值。最后通过EXEC命令来执行这些命令，如果所有操作都执行成功，就会返回一个包含各个命令执行结果的数组，否则整个事务就会回滚。

Redis事务的实现方式

Redis事务是基于命令队列的方式实现的。在MULTI命令被执行时，Redis会创建一个空的命令队列，并将后续的Redis命令加入到队列中。在EXEC命令被执行时，Redis会按照队列中的顺序依次执行这些命令。如果队列中的任何一个命令执行失败，那么整个事务就会回滚，之前所有的操作都将被撤销。

Redis事务的实现方式类似于数据库中的悲观锁机制。在Redis事务中，多个命令被打包为一个单元执行，直到EXEC命令被执行，这些命令才会被执行。这种机制可以保证多个命令的原子性，从而避免了由于并发操作带来的数据不一致性问题。此外，Redis事务还支持乐观锁机制，可以通过WATCH命令监视指定的键值对，如果在执行事务之前这些键值对发生了改变，事务就会失败。

Redis事务的实现方式主要有以下两种：

基于单线程模型

Redis是单线程模型的数据库，它通过事件循环机制来实现非阻塞I/O操作。在Redis事务中，所有的Redis命令都被加入到一个命令队列中，然后由Redis的事件循环机制来执行这些命令。在EXEC命令被执行之前，Redis并不会执行任何实际的Redis操作，而只是将这些操作加入到队列中。这种机制保证了Redis事务的原子性和一致性，但是并不能保证事务的隔离性，因为在Redis事务执行的过程中，其他客户端可以插入操作来干扰事务的执行。

基于CAS机制

Redis事务还支持基于CAS（Compare and Swap）机制的乐观锁机制。在WATCH命令被执行之后，如果指定的键值对发生了改变，事务就会失败。如果没有发生改变，Redis会执行事务中的所有命令，并将执行结果返回。这种机制保证了事务的原子性、一致性和隔离性，但是相对于基于单线程模型的实现方式，它会增加一定的网络开销和CPU开销。