从0开始回顾Redis---系列九

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
日志服务 SLS,月写入数据量 50GB 1个月
简介: 事务1、Redis能实现ACID属性吗?ACID1. 原子性: 一个事务中的多个操作必须都完成,或者都不完成。 2. 一致性: 数据库中的数据在事务执行前后是一致的。3. 隔离性: 数据库在执行一个事务时,其它操作无法存取到正在执行事务访问的数据。 4. 持久性: 数据库执行事务后,数据的修改要被持久化保存下来。当数据库重启后,数据的值需要是被修改后的值。 Redis的事务机制可以保证一致性和隔离性,但是无法保证持久性。不过,因为Redis本身是内存数据库,持久性并不是一个必须的属性,我们更加关注的还是原子性、一致性和隔离性这三个属性。原子性的情况比较复杂,只有当事务中使

事务

1、Redis能实现ACID属性吗?

ACID

  1. 原子性: 一个事务中的多个操作必须都完成,或者都不完成。  
  2. 一致性: 数据库中的数据在事务执行前后是一致的。
  3. 隔离性数据库在执行一个事务时,其它操作无法存取到正在执行事务访问的数据。  
  4. 持久性: 数据库执行事务后,数据的修改要被持久化保存下来。当数据库重启后,数据的值需要是被修改后的值。  

Redis的事务机制可以保证一致性和隔离性,但是无法保证持久性。不过,因为Redis本身是内存数据库,持久性并不是一个必须的属性,我们更加关注的还是原子性、一致性和隔离性这三个属性。

原子性的情况比较复杂,只有当事务中使用的命令语法有误时,原子性得不到保证,在其它情况下,事务都可以原子性执行。

2、Redis如何实现事务?

事务的执行过程包含三个步骤,Redis提供了MULTI、EXEC两个命令来完成这三个步骤:

  1. 使用MULTI  显式地表示一个事务的开启  。
  2. 客户端把事务中本身要执行的具体操作(例如增删改数据)发送给服务器端,之后Redis实例把这些命令暂存到一个命令队列中,并不会立即执行。  
  3. 客户端向服务器端发送提交事务的EXEC命令,让数据库实际执行第二步中发送的具体操作。  
#开启事务
127.0.0.1:6379> MULTI
OK
#将a:stock减1,
127.0.0.1:6379> DECR a:stock
QUEUED
#将b:stock减1
127.0.0.1:6379> DECR b:stock
QUEUED
#实际执行事务
127.0.0.1:6379> EXEC
1) (integer) 4
2) (integer) 9

3、Redis的事务可以保证原子性吗?

需要分三种情况来看:

  1. 在执行EXEC命令前,客户端发送的操作命令本身就有错误 (语法错误), 在命令入队时就被Redis实例判断出来了。
  • 命令入队时,Redis就会报错并且记录下这个错误,可以继续提交命令操作,等执行了EXEC命令之后,Redis就会拒绝执行所有提交的命令操作,返回事务失败的结果。  
  • 因此事务中的所有命令都不会再被执行了,保证了原子性。  
  1. 事务操作入队时,命令和操作的数据类型不匹配,但Redis实例没有检查出错误。  
  • 执行完EXEC命令以后,Redis实际执行这些事务操作时,就会报错。虽然Redis会对错误命令报错,但还是会把正确的命令执行完。  
  • 事务的原子性无法得到保证。  
  • MySQL 在执行事务时,会提供回滚机制,当事务执行发生错误时,事务中的所有操作都会撤销,已经修改的数据也会被恢复到事务执行前的状态。
  • Redis中并没有提供回滚机制。虽然Redis提供了DISCARD命令,但是,这个命令只能用来主动放弃事务执行,把暂存的命令队列清空,起不到回滚的效果。    
  1. 在执行事务的EXEC命令时,Redis实例发生了故障,导致事务执行失败。  
  • 如果Redis开启了AOF日志,只会有部分的事务操作被记录到AOF日志中需要使用redis-check-aof工具检查AOF日志文件,这个工具可以把已完成的事务操作从AOF文件中去除。    
  • 使用AOF恢复实例后,事务操作不会再被执行,从而保证了原子性

总结:  

  • 命令入队时就报错,会放弃事务执行,保证原子性;
  • 命令入队时没报错,实际执行时报错,不保证原子性;
  • EXEC命令执行时实例故障,如果开启了AOF日志,可以保证原子性。

3、Redis的事务可以保证一致性吗?

事务的一致性保证会受到错误命令、实例故障的影响,因此我们按照命令出错和实例故障的发生时机,分成三种情况来看:

  1. 命令入队时就报错
  • 事务本身就会被放弃执行,所以可以保证数据库的一致性。  
  1. 命令入队时没报错,实际执行时报错
  • 有错误的命令不会被执行,正确的命令可以正常执行,也不会改变数据库的一致性。  
  1. EXEC命令执行时实例发生故障
  • 如果我们没有开启RDB或AOF,那么,实例故障重启后,数据都没有了,数据库是一致的。  
  • 如果我们使用了RDB快照,因为RDB快照不会在事务执行时执行,所以,事务命令操作的结果不会被保存到RDB快照中,使用RDB快照进行恢复时,数据库里的数据也是一致的。  
  • 如果我们使用了AOF日志,而事务操作还没有被记录到AOF日志时,实例就发生了故障,那么,使用AOF日志恢复的数据库数据是一致的。如果只有部分操作被记录到了AOF日志,我们可以使用redis-check-aof清除事务中已经完成的操作,数据库恢复后也是一致的。  

总结 在命令执行错误或Redis发生故障的情况下,Redis事务机制对一致性属性是有保证的。  

4、Redis的事务可以保证隔离性吗?

事务的隔离性保证,会受到和事务一起执行的并发操作的影响。 将事务执行分成命令入队(EXEC命令执行前)和命令实际执行(EXEC命令执行后)两个阶段:

  1. 并发操作在EXEC命令前执行,此时,隔离性的保证要使用WATCH机制来实现,否则隔离性无法保证;
  2. 并发操作在EXEC命令后执行,此时,隔离性可以保证。  

WATCH机制作用:  

在事务执行前,监控一个或多个键的值变化情况,当事务调用EXEC命令执行时,WATCH机制会先检查监控的键是否被其它客户端修改了。如果修改了,就放弃事务执行,避免事务的隔离性被破坏。然后,客户端可以再次执行事务,此时,如果没有并发修改事务数据的操作了,事务就能正常执行,隔离性也得到了保证。

5、Redis的事务可以保证持久性吗?

Redis是内存数据库,  因此数据是否持久化保存完全取决于Redis的持久化配置模式。  

  • 如果Redis使用了RDB模式,那么,在一个事务执行后,而下一次的RDB快照还未执行前,如果发生了实例宕  机,这种情况下,事务修改的数据也是不能保证持久化的。  
  • 如果Redis没有使用RDB或AOF,那么事务的持久化属性肯定得不到保证。  
  • 如果Redis采用了AOF模式,因为AOF模式的三种配置选项no、everysec和always都会存在数据丢失的情况,所以,事务的持久性属性也还是得不到保证。  

总结

不管Redis采用什么持久化模式,事务的持久性属性是得不到保证的。  

6、redis中的事务和mysql中的事务有什么区别?

mysql

redis

开启事务

start transaction命令

multi命令

回滚事务

使用rollback命令可以回滚事务

不能回滚事务,但使用discard命令可以主动放弃事务执行,把暂存的命令队列清空

提交事务

commit命令,即使遇到sql语法错误也会提交事务

exec命令,如果遇到sql语法错误会放弃事务中的sql

悲观锁

使用select ... for update实现悲观锁

乐观锁

通常使用version或时间戳来实现乐观锁

使用watch监控对象变化来实现乐观锁

原子性(Atomicity)

具备

具备

一致性(Consistency)

具备

具备

隔离性(Isolation)

具备

具备

持久性(Durability)

具备

不具备

7、Redis为什么不支持事务回滚?

  • Redis 命令只会因为错误的语法而失败,或是命令用在了错误类型的键上面,这些问题不能在入队时发现,这也就是说,从实用性的角度来说,失败的命令是由编程错误造成的,而这些错误应该在开发的过程中被发现,而不应该出现在生产环境中
  • 因为不需要对回滚进行支持,所以 Redis 的内部可以保持简单且快速。
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