事务
1、Redis能实现ACID属性吗?
ACID
- 原子性: 一个事务中的多个操作必须都完成,或者都不完成。
- 一致性: 数据库中的数据在事务执行前后是一致的。
- 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。
- 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:
- 使用MULTI 显式地表示一个事务的开启 。
- 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。
- 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:
- 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。
- 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。
- 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:
- 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。
- 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。
- 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:
- 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;
- 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 |
无 |
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。