redis 是一個(gè)高性能的key-value 數(shù)據(jù)庫(kù)。作為no sql 數(shù)據(jù)庫(kù)redis 與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)相比有簡(jiǎn)單靈活、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富、高速讀寫等優(yōu)點(diǎn)。
本文主要針對(duì)redis 在事務(wù)方面的處理與傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)（使用mysql）進(jìn)行比對(duì)，所使用的環(huán)境為ubuntu 14.04.1，mysql 5.5.49，redis 3.2.3。
1、操作事務(wù)命令
mysql 使用start transaction 開(kāi)啟事務(wù)，rollback 回滾事務(wù)，commit 提交事務(wù)。redis 使用multi 開(kāi)始事務(wù)，discard 取消事務(wù)，exec 提交事務(wù)。開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前為mysql 和redis 準(zhǔn)備測(cè)試數(shù)據(jù)，tom1 賬戶準(zhǔn)備1000元，tom2 賬戶準(zhǔn)備500元。
場(chǎng)景1：使用事務(wù)從tom1轉(zhuǎn)100元到tom2 。
步驟如下：
從場(chǎng)景1中可以看出mysql 開(kāi)啟事務(wù)后事務(wù)中的sql 語(yǔ)句在commit 之前就已經(jīng)執(zhí)行了sql 語(yǔ)句的，只是并未真正提交到數(shù)據(jù)庫(kù)。redis 使用multi 開(kāi)啟事務(wù)后，編寫的sql 語(yǔ)句都進(jìn)入queue 隊(duì)列中，待執(zhí)行exec 提交事務(wù)時(shí)才一次性按進(jìn)入queue 隊(duì)列的順序提交到數(shù)據(jù)庫(kù)。同樣針對(duì)回滾，mysql 執(zhí)行rollback 會(huì)將提交的數(shù)據(jù)回滾，redis 因?yàn)闆](méi)有提交到數(shù)據(jù)，使用discard 只是單純?nèi)∠趒ueue 中的sql 語(yǔ)句。
場(chǎng)景2： 在執(zhí)行tom1 向tom2 轉(zhuǎn)過(guò)程中100元的過(guò)程中使用了語(yǔ)法錯(cuò)誤的sql。
從場(chǎng)景2中可以看出，mysql 事務(wù)即使遇到錯(cuò)誤的語(yǔ)句也會(huì)提交正確的sql 到數(shù)據(jù)庫(kù)，需要程序員控制當(dāng)遇到語(yǔ)句異常時(shí)進(jìn)行回滾，redis 與mysql 不同，提交事務(wù)時(shí)當(dāng)queue 中有語(yǔ)法錯(cuò)誤語(yǔ)句會(huì)discard 整個(gè)事務(wù)中的sql 語(yǔ)句。
場(chǎng)景3： 在執(zhí)行tom1 向tom2 轉(zhuǎn)過(guò)程中100元的過(guò)程中使用了錯(cuò)誤的執(zhí)行對(duì)象。
步驟如下：
從場(chǎng)景3中可以看出，mysql 和redis 事務(wù)當(dāng)遇到操作對(duì)象類型不正確的時(shí)候都會(huì)提交執(zhí)行事務(wù)。
2、事務(wù)鎖
在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中主要通過(guò)樂(lè)觀鎖和悲觀鎖進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)的并發(fā)控制。而在redis 中是通過(guò)watch 加樂(lè)觀鎖對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行并發(fā)控制。
mysql 悲觀鎖是通過(guò)select * from table where for update將數(shù)據(jù)加鎖，導(dǎo)致其他線程或事務(wù)不能更新該數(shù)據(jù)。相對(duì)于悲觀鎖，在對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行處理的時(shí)候，樂(lè)觀鎖并不會(huì)使用數(shù)據(jù)庫(kù)提供的鎖機(jī)制。一般的實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖的方式就是記錄數(shù)據(jù)版本。數(shù)據(jù)版本為數(shù)據(jù)增加的一個(gè)版本標(biāo)識(shí)。當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，將版本標(biāo)識(shí)的值一同讀出，數(shù)據(jù)每更新一次，同時(shí)對(duì)版本標(biāo)識(shí)進(jìn)行更新。當(dāng)我們提交更新的時(shí)候，判斷數(shù)據(jù)庫(kù)表對(duì)應(yīng)記錄的當(dāng)前版本信息與第一次取出來(lái)的版本標(biāo)識(shí)進(jìn)行比對(duì)，如果數(shù)據(jù)庫(kù)表當(dāng)前版本號(hào)與第一次取出來(lái)的版本標(biāo)識(shí)值相等，則予以更新，否則認(rèn)為是過(guò)期數(shù)據(jù)。
關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)mysql 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)版本主要有兩種方式，第一種是使用版本號(hào)，第二種是使用時(shí)間戳。使用版本號(hào)時(shí)，可以在數(shù)據(jù)初始化時(shí)指定一個(gè)版本號(hào)，每次對(duì)數(shù)據(jù)的更新操作都對(duì)版本號(hào)執(zhí)行+1操作。并判斷當(dāng)前版本號(hào)是不是該數(shù)據(jù)的最新的版本號(hào)。
圖8展示了mysql 樂(lè)觀鎖的示例，開(kāi)啟兩個(gè)mysql 客戶端，客戶端1執(zhí)行start transaction 查詢數(shù)據(jù)，這時(shí)客戶端2更新了客戶端1查詢到的數(shù)據(jù)及version 字段，然后客戶端1在第3步試圖更新在第一步中查詢到的數(shù)據(jù)時(shí)因version 已改變因此更新失敗。
redis 是通過(guò)watch 命令監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)是否發(fā)生變化實(shí)現(xiàn)樂(lè)觀鎖的。如圖9所示打開(kāi)兩個(gè)redis 客戶端，客戶端1對(duì)數(shù)據(jù)tom2 進(jìn)行watch，打開(kāi)事務(wù)更改tom1，tom2，客戶端2更改客戶端1中watch 的對(duì)象，步驟3客戶端1提交事務(wù)由于watch 的對(duì)象被更改了，導(dǎo)致事務(wù)放棄執(zhí)行。
3、事務(wù)的ACID 性質(zhì)
下面討論下事務(wù)的ACID 性質(zhì)。傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)具備ACID 性質(zhì)，這里不做詳細(xì)討論。
針對(duì)Redis 事務(wù)具有原子性（Atomicity），一致性（Consistency），和隔離性（Isolation），當(dāng)redis 在持久化模式運(yùn)行時(shí)，也具備持久性（Durability）。在場(chǎng)景1~3和樂(lè)觀鎖示例中redis 全部執(zhí)行事務(wù)隊(duì)列中的sql 語(yǔ)句即使其中sql存在操作對(duì)象錯(cuò)誤，要么全部discard放棄執(zhí)行，因此redis 事務(wù)具有原子性（Atomicity）。
redis 事務(wù)在執(zhí)行過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤或進(jìn)程被終結(jié)，都能保證數(shù)據(jù)的一致性（Consistency）。因?yàn)閞edis 使用單線程串行方式來(lái)執(zhí)行事務(wù)的，在執(zhí)行事務(wù)期間不會(huì)對(duì)事務(wù)進(jìn)行中斷（一致性），因此redis 事務(wù)也具有隔離性（Isolation）。redis 可以只將運(yùn)行結(jié)果保存在內(nèi)存中，但當(dāng)redis 服務(wù)器使用AOF 持久化模式并appendfsync 設(shè)置為always 時(shí)，程序執(zhí)行sql 后會(huì)調(diào)用sync 函數(shù)將數(shù)據(jù)保存到硬盤里，因此redis 事務(wù)也可以具有持久性（Durability）。
通過(guò)下表對(duì)redis 事務(wù)和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)。
參考文檔：
http://redis.io/topics/transactions
《redis設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》黃健宏
本文作者：Tom（點(diǎn)融黑幫），現(xiàn)任點(diǎn)融Fin-Tech高級(jí)研發(fā)工程師，曾任職于IBM。
