Redis数据库系列Redis事务乐观锁和分布式锁

Posted 2021-05-21 一宿君

第四章、Redis事务、乐观锁和分布式锁

什么是事务机制？

4.1、关系型数据库中的事务机制遵循ACID规则

关系型数据库例如mysql、Oracle；
事务的英文是transaction，以现实中的银行交易做示例，关系型数据库事务机制有四大特性：

1. A（Atomicty）原子性：

   原子性，也就是说在事务里的所有操作，要么都做，要么都不做，事务成功的条件是事务中的所有操作都成功执行，只要有一个操作失败，整个事务失败，将会发生回滚。
   eg：银行转账，张三向李四转100元，分为两个步骤
   （1）、从张三账户取出100元
   （2）、向李四账户存入100元
   事务机制就是要保证，这两个步骤要么同时执行成功，要么同时执行失败；如果说没有事务机制，从张三账户取出100元的同时银行突然断电了，那么李四账户中却没有转入100元，这时候张三账户却少了100元，张三恼死也没底说理，你说这气不气？

2. C（Consistency）一致性

   一致性也就是我们常说的数据的完整性约束，事务的运行不会改变数据的完整性约束。
   怎么说：例如a+b=10，如果一个事务改变了a，那么b随之也要改变，才能保证a+b的结果不会改变仍然为10，这就叫数据的完整性约束（即一致性），否则事务失败。

3. I（Isolation）独立性（隔离性）

   事务的独立性，也就是我们常说的隔离性，所谓隔离性就是说并发事务彼此之间不会受到干扰，如果一个事务要访问的数据正在被另外一个事务修改，只要另外一个事务未提交事务，第一个事务正在访问的数据就不会受到干扰。

4. D（Durability）持久性

   持久性也就是说事务一旦提交，事务中所作的数据操作将会永久保存在数据库中，即使出现宕机现象数据也不会丢失。

4.2、非关系型数据库的事务机制（NoSql）

非关系型数据库例如Hbase、MongodDB、Redis；
这里我们讲解Redis数据库的事务机制

• redis事务机制定义：

  • redis的事务机制中，可以一次执行多条命令，本质上是将一组命令放入集合队列中，而且这些命令将会被序列化，即按顺序执行并且不会被其他命令插入干扰和中断。
  • 在redis中，事务的作用就是在一个队列中，一次性、顺序性、排他性的执行一系列命令。

• 事务的执行顺序和周期：

  • 创建事务：使用multi开启一个事务。
  • 加入队列：在开启事务后，每次操作的命令将会插入到队列中，并被序列化，同时这些命令在事务未提交前不会被执行。
  • 提交事务：使用exec提交事务。

• 有关事务常用的命令

  • multi 开启事务，记录一个事务块的开始，执行后通常会返回OK，这个时候用户可以输入多条操作指令，redis将会把这些指令逐条放入集合队列中，然后序列化这些指令。
  • discard 回滚事务，要在提交事务之前使用，事务中所有的指令操作将会失效。
  • exec 提交事务，按顺序执行事务中的所有操作命令。
  • watch(类似于乐观锁) 监视一个或多个数据， 注意监视数据要在multi开启事务之前，如果在事务未提交之前，正监视的数据被其他用户所修改了，那么回头再提交这个事务，事务中的命令都会失效。
  • unwatch（释放锁）
  • setnx（分布式锁）是（set if not exists）的缩写，也就是说只有key不存在的时候才会设置

  setnx key value
  当且仅当key不存在时，将key的值设置为value；
  若设定的key已经存在，则setnx不做任何操作。

  • epxire (用于设置key的过期时间)

  #后面的second代表多少秒后释放该锁变量
  expire key second
  

  • pexpire(用于设置key的过期时间)

  #后面的miliseconds代表多少毫秒后释放该锁变量
  pexpire key miliseconds
  

4.3、实际操作演示

• 开启事务和提交事务
  
• 如果事务过程中所包含的命令语法出现错误，在exec提交事务时，整个事务将会自动回滚；
  
• 而如果是命令逻辑赋值错误，在exec提交事务时，在这行赋值命令前面的正确命令都会事务提交成功，只有赋值错误这行代码会自动事务回滚。
  
• 事务回滚，一定要在提交事务之前进行回滚
  
• 监视（乐观锁）
  watch
• 客户端1：
  
• 客户端2（在客户端1未提交事务之前另一个客户执行修改操作）：
  
• 客户端1（此时客户端1提交事务，发现上述事务机制过程全部无效）：
  
• 分布式锁
• 客户端1：
  
• 客户端2（在客户端1设置的释放时间未到时,执行修改同一个变量的操作）：