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说一下redis事务底层原理

news 来源：原创 2025/9/1 9:53:39

Redis事务

1. 事务的基本流程

Redis 事务通过 MULTI、EXEC、WATCH 等命令实现，底层原理可以分为以下几个步骤：

(1) MULTI 命令
  • 当客户端发送 MULTI 命令时，Redis 会将客户端标记为“事务模式”。
  • 在事务模式下，客户端发送的所有命令不会立即执行，而是被放入一个队列（命令队列）中。
(2) 命令入队
  • 在 MULTI 和 EXEC 之间，客户端发送的所有命令都会被追加到事务队列中。
  • 这些命令不会立即执行，而是等待 EXEC 命令的触发。
(3) EXEC 命令
  • 当客户端发送 EXEC 命令时，Redis 会依次执行事务队列中的所有命令。
  • 执行过程中，所有命令是原子的，不会被其他客户端的命令打断。
(4) WATCH 命令
  • WATCH 命令用于实现乐观锁。
  • 当客户端对一个或多个键执行 WATCH 后，如果在 EXEC 执行之前，这些键被其他客户端修改，则当前事务会失败（返回 nil）

watch我们可以指定监听一个键和多个键，然后exec批量执行

WATCH key [key ...]

2. 事务的原子性

  • Redis 事务的原子性是通过单线程模型实现的。
  • Redis 是单线程的，所有命令都是顺序执行的。在 EXEC 执行时，事务队列中的命令会连续执行，不会被其他客户端的命令打断。

3. 事务的一致性

  • Redis 事务的一致性是通过 WATCH 机制实现的。
  • 如果 WATCH 的键在事务执行期间被修改，事务会失败，从而保证数据的一致性。

4. 事务的局限性

  • 不支持回滚：如果事务中的某个命令失败，其他命令仍然会执行，Redis 不会自动回滚。
  • 部分失败问题：事务中的命令可能会部分成功、部分失败。
  • 性能开销：WATCH 机制会增加额外的性能开销。

Redis 7 对事务的优化

Redis 7 在事务机制上并没有完全改变底层实现，但引入了一些优化和改进：

1. 性能优化

  • Redis 7 对事务的执行流程进行了优化，减少了事务模式下的性能开销。
  • 通过改进命令队列的处理方式，提高了事务的执行效率。

2. Lua 脚本的增强

  • Redis 7 对 Lua 脚本的支持进行了增强，使得 Lua 脚本可以更好地与事务结合使用。
  • Lua 脚本在 Redis 7 中的执行效率更高，同时支持更多的 Redis 命令。

3. 更好的错误处理

  • Redis 7 改进了事务中的错误处理机制，使得事务失败时的错误信息更加清晰。
  • 如果事务中的某个命令失败，Redis 7 会返回更详细的错误信息，方便排查问题。

4. 功能增强

  • Redis 7 引入了更多的命令和功能，可以与事务结合使用。
  • 例如，Redis 7 支持更多的数据类型和操作，使得事务可以处理更复杂的场景。

Redis 事务的底层实现细节

1. 命令队列

  • 在事务模式下，Redis 会为每个客户端维护一个命令队列。
  • 所有在 MULTI 和 EXEC 之间发送的命令都会被追加到队列中。

2. 事务执行

  • 当 EXEC 命令被触发时，Redis 会依次执行命令队列中的所有命令。
  • 执行过程中，Redis 会保证命令的原子性，不会被其他客户端的命令打断。

3. WATCH 机制

  • WATCH 命令会监视一个或多个键。
  • 如果在 EXEC 执行之前，这些键被其他客户端修改，则当前事务会失败。
  • WATCH 的实现基于 Redis 的键空间通知机制。

总结

  • Redis 事务的底层原理 是基于 MULTI/EXEC/WATCH 机制，通过命令队列和乐观锁实现原子性和一致性。
  • Redis 7 在事务机制上进行了性能优化和功能增强，但底层实现并没有本质变化。
  • Redis 事务的局限性 包括不支持回滚、部分失败问题和性能开销。
  • 如果需要更强大的事务支持，可以结合 Lua 脚本或使用支持 ACID 事务的数据库。

Redis+Lua脚本实现手动回滚补偿

我们每一步执行失败，我们就依次撤销前面的操作

可惜这个并不是真正的acid，我们的mysql执行事务的时候宕机了，它的事务没有提交所以数据并不会进到mysql里面

而redis是人为控制的，所以我们执行lua脚本的时候宕机了，我们之前事务中执行的操作数据仍然进去了，这个是我们无法解决的

local key1 = KEYS[1]
local key2 = KEYS[2]
local key3 = KEYS[3]
local value = ARGV[1]-- 记录原始值
local original_value1 = redis.call('GET', key1)
local original_value2 = redis.call('GET', key2)
local original_value3 = redis.call('GET', key3)-- 第一步操作
redis.call('SET', key1, value)-- 第二步操作
if redis.call('EXISTS', key2) == 0 then-- 手动回滚第一步操作redis.call('SET', key1, original_value1)return "Key2 does not exist"
end
redis.call('SET', key2, value)-- 第三步操作
if redis.call('EXISTS', key3) == 0 then-- 手动回滚前两步操作redis.call('SET', key1, original_value1)redis.call('SET', key2, original_value2)return "Key3 does not exist"
end
redis.call('SET', key3, value)return "Transaction successful"

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