Redis事务及网络处理

一 Redis事务

redis开启事务后，会把接下来的所有命令缓存到一个单独的队列中，在提交事务时，使这些命令不可被分割的一起执行完成。

如果使用了watch命令监视某一个key，如果在开启事务之后，提交事务之前，有其他连接修改了这个key，那么这个事务在被提交的时候是无法执行的，会返回nil。

以下是redis与事务相关的命令：

#MULTI 开启事务，事务执行过程中，单个命令是入队列操作，直到调用 EXEC 才会一起执行；

MULTI
EXEC #提交事务
DISCARD #取消事务
WATCH #检测 key 的变动，若在事务执行中，key 变动则取消事务；在事务开启前调用，乐观锁实现
      #（cas）;若被取消则事务返回 nil ;

watch:

监视某些键, 如果这些键被改变, 就会导致事务被取消. EXEC, DISCARD, UNWATCH都能取消watch对键的监视. 如果不使用watch, 可能会导致自己对键的修改, 覆盖掉别人的修改.

如果在输入watch和输入MULTI之间, 被监视的键被修改, 也会导致事务失败.

lua脚本

lua 脚本实现原子性；redis中加载了一个 lua 虚拟机；用来执行 redis lua 脚本；redis lua 脚本的执行是原子性的；当某个脚本正在执行的时候，不会有其他命令或者脚本被执行；lua 脚本当中的命令会直接修改数据状态；

注意：如果项目中使用了 lua 脚本，不需要使用上面的事务命令；

二 Redis Pipeline

Redis Pipeline是一种通过将多个命令打包成单个请求发送给Redis服务器，以减少客户端和服务器之间的通信次数，从而提高Redis性能的技术。它允许客户端在发送多个命令之前将它们缓冲在本地，然后一次性将它们发送到Redis服务器。Redis服务器按照请求的顺序依次处理每个命令，并将所有命令的响应一次性返回给客户端。

pipeline不具备事务性。

三 Redis事务的ACID特性分析

A 原子性；事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部成功，要么全部失败；为了保持简单且快速, redis不支持回滚；即使事务队列中的某个命令在执行期间出现了错误，整个事务也会继续执行下去，直到将事务队列中的所有命令都执行完毕为止。
C 一致性；事务使数据库从一个一致性状态到另外一个一致性状态；这里的一致性是指预期的一致性而不是异常后的一致性；所以redis也不满足；这个争议很大：redis 能确保事务执行前后的数据的完整约束；但是并不满足传统意义上的一致性；比如转账功能，一个扣钱一个加钱；可能出现扣钱执行错误，加钱执行正确，那么最终还是会加钱成功；系统凭空多了钱；
I 隔离性；事务的操作不被其他用户操作所打断；redis 是单线程执行，天然具备隔离性；
D 持久性；redis只有在 aof 持久化策略的时候，并且需要在 redis.conf 中appendfsync=always 才具备持久性；实际项目中几乎不会使用 aof 持久化策略；

因此, Redis的事务, 不具备原子性, 一致性, 持久性, 只满足隔离性;

四 Redis网络层

连接Redis的协议是Redis协议, 其运输层协议是TCP协议.

Redis是一个单线程reactor模型，它的主要逻辑处理是单线程的，但是io操作能够做到多线程处理。所以它可以同时有多个连接。多个连接并发执行。它的多线程模型如下:

Redis的所有命令都是原子性的。

五异步连接Redis

协议实现的第一步需要知道如何界定数据包。常用界定数据包有两种方式：

长度 + 二进制流
二进制流 + 特殊分隔符

redis混合了这两种界定数据包的方式。server返回数据的时候，返回的数据头是*n\r\n开头，这个n就表明了返回的数据长度是多少。

异步连接

同步连接方案采用阻塞io来实现；优点是代码书写是同步的，业务逻辑没有割裂；缺点是阻塞当前线程，直至redis返回结果。通常用多个线程来实现线程池来解决效率问题。

异步连接方案采用非阻塞io来实现，优点是没有阻塞当前线程，redis 没有返回，依然可以往redis发送命令；缺点是代码书写是异步的（回调函数），业务逻辑割裂，可以通过协程解决（openresty，skynet）；配合redis6.0以后的io多线程（前提是有大量并发请求），异步连接池，能更好解决应用层的数据访问性能。

redis6.0 io多线程

redis6.0版本后添加的 io多线程主要解决redis协议的压缩以及解压缩的耗时问题，一般项目中不需要开启。如果有大量并发请求，且返回数据包一般比较大的场景才有它的用武之地。

原理：

int n = read(fd, buff, size);// redis io-threads
msg = decode(buff, size);
data = do_command(msg);
bin = encode(data, sz);// io-threads
send(fd, bin, sz1);