《Redis原始碼學習筆記》事務

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redis中的事務，提供了一種「[b]將多個命令打包並且一次執行[/b]」的方式；

當使用者輸入multi命令時，就開啟了客戶端redis_multi選項，客戶端從「非事務狀態」切換到「事務狀態」

[img]

之後客戶端執行的所有命令都不會被redis立即執行，而是放到客戶端的「命令佇列」裡去（伺服器返回queued字樣，表示命令已經入隊），當客戶端發出exec命令（表示客戶端需要執行事務），這時候redis從客戶端的「命令佇列」裡依次取出命令執行，eg:

redis 127.0.0.1:6379> multi  # 客戶端進入事務狀態
okredis 127.0.0.1:6379> set name diaocow	
queued					     # 命令已經入隊
redis 127.0.0.1:6379> set age  25
queued
redis 127.0.0.1:6379> get name
queued
redis 127.0.0.1:6379> get country
queued
redis 127.0.0.1:6379> exec	# 執行事務
1) ok
2) ok
3) "diaocow"
4) (nil)

用一幅圖來總結客戶端的命令執行流程就是：

[img]

剛才例子中所對應的命令佇列：

[img]

前面說到，當客戶端處於「事務」狀態，所以命令都不會立即執行，而是被放到「命令佇列」快取起來，其實不準確！當客戶端處於「事務」狀態下，如果遇到下面幾個命令，依然會立即執行：

[table]

|[b]multi[/b]|redis返回錯誤，不允許事務巢狀|

|[b]discard[/b]|丟棄當前事務（該命令只能在事務狀態下使用，否則redis返回錯誤）|

|[b]exec[/b]|執行事務，把「命令佇列」裡的命令依次取出、執行，並且把執行結果放入到乙個「回答佇列」中，當所有命令執行完後，redis把這個「回答佇列」傳送給客戶端（該命令只能在事務狀態下使用，否則redis返回錯誤）|

|[b]watch[/b]|監視某些鍵，如果在事務執行期間，有乙個「監視」的鍵被修改，那麼事務執行失敗（該命令必須在multi命令之前執行，否則redis返回錯誤）|

[/table]

命令實現偽**：

def multicommand(client):
# 不允許事務巢狀
if client.flag & redis_multi:
return "error"
client.flag &= redis_multi
def discardcommand(client):
# discard命令只能在事務狀態下使用
if not (client.flags & redis_multi):
return "error"
# 重置客戶端的事務狀態（1.釋放命令佇列；2.重置客戶端為非事務狀態；3.取消之前監視的所有鍵）
resetclientmultistate(client)
def execcommand(client):
# exec命令只能在事務狀態下使用
if not (client.flags & redis_multi):
return "error"
# 若某些監視的鍵被修改或者命令入隊錯誤（命令不存在？引數錯誤？），則事務執行失敗
if client.flag & (redis_dirty_cas|redis_dirty_exec):
resetclientmultistate()
return "error" 
# 依次執行命令佇列裡的命令
for cmd, argc, argv in client.multistate.commands:
result.add(call(cmd, argc, argv))
resetclientmultistate(client)
return result

discard和exec命令比較容易理解，下面我們重點看下watch命令的作用以及實現原理：

watch命令用來在事務開始之前，監視任意數量的鍵，當呼叫exec命令執行事務時，如果其中任意乙個鍵被其他客戶端修改，那麼整個事務將不再執行，直接返回失敗，eg:

[img]

[b]那這一切redis是怎麼實現的呢？[/b]

原理：redisdb中維護了乙個watched_keys字典，字典的鍵就是這個資料庫中被「監視」的鍵，鍵值就是所有「監視」該鍵的客戶端列表（list型別）

[img]

[size=xx-small][i]（上圖只是字典的簡化畫法，若嚴格按照字典結構畫不僅較為麻煩並且不利於闡述主要思想；關於redis字典詳情，請參看 [url=字典[/url]章節）[/i][/size]

當乙個客戶端執行watch命令時：

a. redis會把它加入到被「監視」鍵的客戶端列表中；

b. 同時，客戶端自己也會維護乙個watched_keys列表，用來儲存自己所有監視的鍵（這個屬性有什麼用？是不是和redisdb中的watched_keys屬性有重疊？我們稍後會說）

當任何乙個會觸發鍵內容變更的命令執行後（譬如set），touchwatchedkey函式會被呼叫：它檢查資料庫的watched_keys字典，看該鍵是否正在被「監視」，如果有，那麼該鍵所關聯的所有客戶端列表都將開啟[b]redis_dirty_cas[/b]選項（事務被破壞），然後當客戶端執行exec命令時，如果發現[b]redis_dirty_cas[/b]選項開啟，則事務執行失敗，整個過程用偽**表示就是：

def touchwatchedkey(redisdb, key):
# 獲取監視該鍵的客戶端列表
client_list = redisdb.watched_keys.get(key)
if client_list is none: return
# 開啟客戶端的redis_dirty_cas選項（告訴它們事務已經被破壞）
for client in client_list:
client.flag &= redis_dirty_cas

剛才我們還提到過，客戶端自己也維護了乙個watched_keys屬性——用來儲存自己所監視的鍵，那麼這個屬性有什麼用呢？我自己覺得是出於效率考慮的：

1. 防止監視相同的鍵，當redis發現該客戶端已經監視了某個鍵，則跳過該鍵，不做任何處理；

2. 當某個客戶端（譬如a）執行完事務（或成功或失敗），客戶端需要清除自己之前所有監視的鍵，如果客戶端自己沒有維護自己監視了哪些鍵，那麼redis就必須遍歷整個redisdb.watched_keys字典，然後在每乙個客戶端列表中查詢a並刪除，效率非常低下，但若客戶端自己維護了所監視鍵的列表，那麼就不在需要遍歷整個字典做清除，eg偽**：

[b]總結：[/b]

2. 了解事務執行原理

3. 了解watch命令作用以及實現原理

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