什么是事务

所谓的事务，就是指对数据进行读写的一系列操作。事务在执行时，会提供专门的属性保证，包括原子性（Atomicity）、一致性（Consistency）、隔离性（Isolation）和持久性（Durability），也就是 ACID 属性。

事务ACID属性要求

首先来看原子性。原子性的要求很明确，就是一个事务中的多个操作必须都完成，或者都不完成。业务应用使用事务时，原子性也是最被看重的一个属性。

第二个属性是一致性。这个很容易理解，就是指数据库中的数据在事务执行前后是一致的。

第三个属性是隔离性。它要求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。

最后一个属性是持久性。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如何实现事务

首先，客户端需要一个显式的命令开启事务，Redis里使用MULTI来手动开启一个事务。

第二步，客户端把事务中需要执行的具体操作发送给服务端。Redis接受到这些命令后会将他们都存到一个队列当中，并不会立即执行。

第三步向服务端发送提交事务请求，Redis使用EXEC，让数据库执行第二步的那些操作。

Redis的事务机制能保证哪些属性？

原子性

如果事务正常执行，MULTI 和 EXEC 配合使用，就可以保证多个操作都完成。但是如果事务执行发生错误，则需要分三种情况：

1、在执行 EXEC 命令前，客户端发送的操作命令本身就有错误，比如语法错误，那么在入队前会被检测出来。提交一个错误命令之后，仍然可以继续提交，但是在执行EXEC命令后，Redis会返回错误，也不会执行队列中的命令。

2、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。此时在提交EXEC命令后，Redis在执行这些操作时，到达这个不匹配的命令，会报错，但是前面的正确的命令已经执行了，此种情况无法保证事务的原子性。

Redis没有Mysql那种回滚机制。虽然提供了DISCARD 命令，但是只能用来主动放弃事务，把暂存的命令队列清空，没有回滚效果。

3、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。这种情况下，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，我们需要使用 redis-check-aof 工具检查 AOF 日志文件，这个工具可以把未完成的事务操作从 AOF 文件中去除。这样一来，我们使用 AOF 恢复实例后，事务操作不会再被执行，从而保证了原子性。

一致性

事务的一致性保证会受到错误命令、实例故障的影响。所以，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。

1、命令入队时就报错

这种情况下事务就不会执行，所以可以保证一致性。

2、命令入队时没报错，实际执行时报错

这种情况下，正确的命令会执行，但是错误的命令并不会执行，也不会改变数据库的一致性。

3、EXEC 命令执行时实例发生故障

如果没有开启AOF和RDB，那么重启后就没有数据，数据是一致的。

如果使用了RDB，因为RDB快照不会在事务执行的时候执行，所以事务操作成功的那部分数据不会被RDB记录，所以也是一致的。

如果使用了AOF，事务操作还没来得及被记录到AOF当中，实例就发生了故障，那么AOF恢复的数据就是一致的。如果有部分被记录到AOF当中，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。

隔离性

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。而事务执行又可以分成命令入队（EXEC 命令执行前）和命令实际执行（EXEC 命令执行后）两个阶段，所以，我们就针对这两个阶段，分成两种情况来分析：

1、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；

WATCH 机制的作用是，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。这里需要使用watch命令。

这里的情况就是，客户端A开启事务，在输入命令的过程中，客户端B修改了A涉及到的数据。

2、并发操作在 EXEC 命令后执行，此时，隔离性可以保证。

这种情况是客户端A的事务已经全部处于队列，并且Redis已经开始处理队列中的命令，此时有客户端B发送命令修改了队列中涉及到的数据。因为Redis会优先处理队列中的命令，而不会去处理客户端B的命令，所以不会破坏事务的隔离性。

持久性

如果没有开启AOF和RDB，无法保证持久性。

开启了RDB，如果事务执行后，下一次RDB快照还没开始，就宕机，则无法保证持久性。

而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。

Pipeline(管道)的使用

使用管道技术，可以一次性把命令全部打包发到服务端，服务端全部处理完成后返回。这么做好的好处，一是减少了来回网络 IO 次数，提高操作性能。二是一次性发送所有命令到服务端，服务端在处理过程中，是不会被别的请求打断的（Redis单线程特性，此时别的请求进不来），这本身就保证了隔离性。

参考

《Redis核心技术实战》