Redis事务---那鸡肋一样的存在

黄智勇

弃之如可惜，食之无所得
一.Redis事务简述
Redis的事务是下面4个命令来实现
1.multi，开启Redis的事务，置客户端为事务态。
2.exec，提交事务，执行从multi到此命令前的命令队列，置客户端为非事务态。
3.discard，取消事务，置客户端为非事务态。
4.watch,监视键值对，作用时如果事务提交exec时发现监视的监视对发生变化，事务将被取消。
将是否有watch命令分为普通类型事务和CAS（Check And Set）类型事务，无watch命令的为普通类型事务，有watch命令的为CAS类型事务，下面为普通类型事务演示

事务失败的原因可以分为静态错误（如不存在的命令）和运行时错误（如cas错误、对string用lpop操作）。静态错误会在提交exec时返回错误信息，使事务不能执行，而除cas以外的运行时错误不会阻止事务继续执行。
为方便后面的理解，可以勉强将Redis状态分为四种，普通状态、正常事务状态、CAS错误事务状态和静态错误事务状态，这四种状态在Redis源码中用3个状态位（REDIS_MULTI、REDIS_DIRTY_CAS、REDIS_DIRTY_EXEC）来标识，下面是个状态转换图。


当Redis处于事务态时，除multi、exec、discard和watch以外的所有命令皆会放到事务队列，向客户端返回QUEUED。

二.Redis事务实现
1.普通类型事务
Redis的事务实现比较简单，真的可以理解为"一个打包的批量执行脚本"。
当用户输入multi命令时，用户将本客户端标识位REDIS_MULTI置为1，所有的命令将会检查这个标识位，如果为1则将命令放到本客户端的命令队列中，如果非1则将命令直接执行。
每个客户端redisClient中皆有一个结构体存储着本客户端命令队列的状态，结构体如下：
typedef struct multiState {
/*命令组成的数组*/
multiCmd *commands;     
/*命令的个数*/
int count;         
} multiState;
每个命令有下面的结构体标识
typedef struct multiCmd {
/*命令的参数*/
robj **argv;
/*命令的参数个数*/
int argc;
/*命令的指针*/
struct redisCommand *cmd;
} multiCmd;
我们上面演示事务的例子在Redis中的示例

当客户端输入exec，将commands数组执行一边，整个事务就完成了，是不是简单的快哭了。
如果用户在正常事务态输入错误的命令，Redis会将对应客户端置为静态错误事务状态，在代码中表现为将用户端redisClient的REDIS_DIRTY_EXEC标识位置为1；如果用户watch的key变化，将变为CAS错误事务状态，在代码中表现为将用户端redisClient的REDIS_DIRTY_CAS标识位置为1。当用户exec提交事务时，Redis首先检测用户这两个标志位，任何一个被置为1，则不执行队列中的命令，直接给用户返回错误。
exec提交事务以后，会调用discard进行清理，包括重置标志位，释放所有事务状态相关的资源（释放命令队列、参数等）。
2.CAS类型事务
CAS类型事务整个的事务执行逻辑和普通类型事务一样，只不过在普通类型事务增加watch功能而已。
watch功能相当于乐观锁，用户在进入事务态之前，监控任意数量的数据库键，当提交事务时，检测这些键是否被更改。如果被更改则拒绝用户的事务，并返回用户空数据。
在代码中实现即为事务提交前会检测用户端redisClient的REDIS_DIRTY_CAS标识位。
每个RedisDB都保存一个watched_keys的字典，key为数据库键，value为用户端redisClient，当“触碰”一个key时，此key对应的value（即redisClient）的REDIS_DIRTY_CAS将置为1，value中存储的这个/这些客户端在执行 exec 时事务将失败，下图为watched_keys在Redis中的示例。

当其他客户端更新此数据库的year时将导致客户端clientA和clientC的事务提交失败，代码实现即为遍历year的value链表，将链表中的redisClient的REDIS_DIRTY_CAS将置为1。

三.总结
Redis的事务还比较原始，加之Redis的持久化容忍数据丢失，阻挡利用事务来达到精确数据操作的业务。
Redis的不支持回滚更是硬伤，这也导致很多人认为Redis的事务并不满足事务原子性。