专辑：Redis教程_第7篇：Redis事务操作-Java充电社【公众号：Java充电社】

## 7.1、redis事务定义

redis事务是一个单独的隔离操作，事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行，事务在执行的过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

redis事务的主要作用就是串联多个命令防止 别的命令插队。

## 7.2、Multi、Exec、discard

从输入Multi命令开始，输入的命令都会依次进入命令队列中，但不会执行，直到输入Exec后，redis会将之前的命令依次执行。

组队的过程中可以通过discard来放弃组队。

**redis事务分2个阶段：组队阶段、执行阶段**

- **组队阶段**：只是将所有命令加入命令队列
- **执行阶段**：依次执行队列中的命令，在执行这些命令的过程中，不会被其他客户端发送的请求命令插队或者打断。

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/254/1eaf8654-393e-4883-b67b-77f75cd20b6a.png)

## 7.2.1、相关的几个命令

#### multi：标记一个事务块的开始

标记一个事务块的开始。

事务块内的多条命令会按照先后顺序被放进一个队列当中，最后由 exec 命令原子性(atomic)地执行。

**示例**

```shell
redis> MULTI            # 标记事务开始
OK
redis> INCR user_id     # 多条命令按顺序入队，返回值为QUEUED，表示这个命令加入队列了，还没有被执行。
QUEUED
redis> INCR user_id
QUEUED
redis> INCR user_id
QUEUED
redis> PING
QUEUED
redis> EXEC             # 执行
1) (integer) 1
2) (integer) 2
3) (integer) 3
4) PONG
```

#### exec：执行所有事务块内的命令

执行所有事务块内的命令。

假如某个(或某些) key 正处于`watch`命令的监视之下，且事务块中有和这个(或这些) key 相关的命令，那么`exec`命令只在这个(或这些) key 没有被其他命令所改动的情况下执行并生效，否则该事务被打断(abort)。

**返回值：**

事务块内所有命令的返回值，按命令执行的先后顺序排列。

当操作被打断时，返回空值 `nil` 。

**3个示例**

```shell
redis> MULTI
OK
redis> INCR user_id
QUEUED
redis> INCR user_id
QUEUED
redis> INCR user_id
QUEUED
redis> PING
QUEUED
redis> EXEC
1) (integer) 1
2) (integer) 2
3) (integer) 3
4) PONG

redis> WATCH lock lock_times
OK
redis> MULTI
OK
redis> SET lock "huangz"
QUEUED
redis> INCR lock_times
QUEUED
redis> EXEC
1) OK
2) (integer) 1

redis> WATCH lock lock_times
OK
redis> MULTI
OK
redis> SET lock "joe"        # 就在这时，另一个客户端修改了 lock_times 的值
QUEUED
redis> INCR lock_times
QUEUED
redis> EXEC                  # 因为 lock_times 被修改， joe 的事务执行失败
(nil)
```

#### discard：取消事务

取消事务，放弃执行事务块内的所有命令。

**返回值：**

总是返回 `OK` 。

**示例**

```shell
redis> MULTI
OK
redis> PING
QUEUED
redis> SET greeting "hello"
QUEUED
redis> DISCARD
OK
```

## 7.3、事务的错误处理

### 7.3.1、情况1：组队中命令有误，导致所有命令取消执行

组队中某个命令出现了错误报告，执行时整个队列中所有的命令都会被取消。

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/254/83f4bc64-7e97-4c12-a9ba-46b51461703c.png)

示例代码如下，事务中执行了3个set命令，而第3个命令`set address`命令本身有问题，加入队列失败，最后执行exec的时候，所有的命令都被取消执行。

```shell
127.0.0.1:6379> flushdb
OK
127.0.0.1:6379> multi #开启一个事务块
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set name ready
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set age 30
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set address #命令有问题，导致加入队列失败
(error) ERR wrong number of arguments for 'set' command
127.0.0.1:6379(TX)> exec #执行exec的时候，事务中所有命令都被取消
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.
```

### 7.3.2、情况2：组队中没有问题，执行中部分成功部分失败

命令组队的过程中没有问题，执行中出现了错误会导致部分成功部分失败。

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/254/59b4d3ea-94dd-4760-bf35-325e08fa8de2.png)

示例代码如下，事务中有3个命令，3个命令都入队列成功了，执行exec命令的时候，1和3命令成功了，第2个失败了

```shell
127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set k1 v1 #命令1：设置k1的值为v1
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incr k1 #命令2：k1的值递增1，由于k1的值不是数字，执行的时候会失败的
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> set k2 v2 #命令3：设置k2的值为v2
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec #执行命令，1和3命令成功，第2个失败了
1) OK
2) (error) ERR value is not an integer or out of range
3) OK
127.0.0.1:6379> mget k1 k2 #查看k1和k2的值
1) "v1"
2) "v2"
```

## 7.4、事务冲突的问题

#### 7.4.1、例子

**想象一个场景：**

你的账户中只有10000，有多个人使用你的账户，同时去参加双十一抢购

一个请求想给金额减8000

一个请求想给金额减5000

一个请求想给金额减1000

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/254/0804cde9-645f-4bec-96ea-f379279e8aa1.png)

3个请求同时来带①，看到的余额都是10000，大于操作金额，都去执行修改余额的操作，最后导致金额变成了-4000，这显然是有问题的。

#### 7.4.2、悲观锁

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/254/b33a4ed4-5d78-44dd-a515-2f68711983b7.png)

悲观锁（Pessimistic Lock），顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人拿到这个数据就会block直到它拿到锁。传统的关系型数据库里面就用到了很多这种锁机制，比如行锁、表锁、读锁、写锁等，都是在做操作之前先上锁。

#### 7.4.3、乐观锁

![](https://itsoku.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/itsoku/blog/article/254/6bd257fc-eea7-4d49-8142-22cc0902c7b3.png)

乐观锁（Optimistic Lock），顾名思义，就是很乐观，每次去那数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在修改的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据，可以使用版本号等机制。乐观锁适用于多读的应用类型，这样可以提高吞吐量。redis就是使用这种check-and-set机制实现事务的。

### 7.4.4、watch key [key ...]

在执行multi之前，先执行watch key1 [key2 ...]，可以监视一个或者多个key，若在事务的exec命令之前这些key对应的值被其他命令所改动了，那么事务中所有命令都将被打断，即事务所有操作将被取消执行。

**示例**

开启2个窗口，按照下表的时间点在不同的窗口执行对应的命令，注意看结果。

| 时刻 | 窗口1             | 窗口2             |
| ---- | ----------------- | ----------------- |
| T1   | flushdb           |                   |
| T2   | set balance 100   |                   |
| T3   | watch balance     |                   |
| T4   | multi             |                   |
| T5   | set name ready    | incrby balance 50 |
| T6   | incrby balance 10 | get balance       |
| T7   | exec              |                   |
| T8   | get balance       |                   |
| T9   | get name          |                   |

窗口1中，对balance进行了监视，也就是说在执行`watch balance`命令之后，在`exec`命令之前，如果有其他请求对balance进行了修改，那么窗口1事务中所有的命令都会将会被取消执行。

窗口1`watch balance`后，由于T5时刻窗口2对balance进行了修改，导致窗口1中事务所有命令被取消执行。

窗口1执行结果如下

```shell
127.0.0.1:6379> flushdb #清空db，方便测试
OK
127.0.0.1:6379> set balance 100 #设置balance的值为100
OK
127.0.0.1:6379> watch balance #监视balance，若balance在事务阶段被其他命令修改，事务执行将被取消
OK
127.0.0.1:6379> multi #开启事务
OK
127.0.0.1:6379(TX)> set name ready #设置name的值为ready
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> incrby balance 10 #将balance的值+10
QUEUED
127.0.0.1:6379(TX)> exec #执行事务，由于balance被窗口2修改了，所以本事务执行失败，返回nil
(nil)
127.0.0.1:6379> get balance #获取balance，原始值为100，被窗口2加了50，结果为150
"150"
127.0.0.1:6379> get name #获取name的值，事务中set name 未成功，所以name没有
(nil)
```

窗口2执行结果

```shell
127.0.0.1:6379> incrby balance 50 #balance原子+50
(integer) 150
127.0.0.1:6379> get balance #获取balance的值，为150
"150"
```

### 7.4.5、unwatch：取消监视

取消 WATCH 命令对所有 key 的监视。

如果在执行 WATCH 命令之后， EXEC 命令或 DISCARD 命令先被执行了的话，那么就不需要再执行 UNWATCH 了。

因为 EXEC 命令会执行事务，因此 WATCH 命令的效果已经产生了；而 DISCARD 命令在取消事务的同时也会取消所有对 key 的监视，因此这两个命令执行之后，就没有必要执行 UNWATCH 了。

```shell
redis> WATCH lock lock_times
OK

redis> UNWATCH
OK
```

## 7.5、redis事务三特性

### （1）单独的隔离操作

事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行，事务在执行过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。

### （2）没有隔离级别的概念

队列中的命令没有提交（exec）之前，都不会实际被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行。

### （3）不能保证原子性

事务中如果有一条命令执行失败，后续的命令仍然会被执行，没有回滚。

如果在组队阶段，有1个失败了，后面都不会成功；如果在组队阶段成功了，在执行阶段有那个命令失败就这条失败，其他的命令则正常执行，不保证都成功或都失败。

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