Redis事务的分析及改进

jopen 9年前

Redis事务的分析及改进

Redis的事务特性

数据ACID特性满足了几条？
为了保持简单，redis事务保证了其中的一致性和隔离性；
不满足原子性和持久性；

原子性

redis事务在执行的中途遇到错误，不会回滚，而是继续执行后续命令；（违反原子性）

事务可以理解为一个打包的批量执行脚本，但批量指令并非原子化的操作；
中间某条指令的失败不会导致前面已做指令的回滚，也不会造成后续的指令不做；
比如： 

redis 127.0.0.1:7000> multi  OK  redis 127.0.0.1:7000> set a aaa  QUEUED  redis 127.0.0.1:7000> set b bbb  QUEUED  redis 127.0.0.1:7000> set c ccc  QUEUED  redis 127.0.0.1:7000> exec  1) OK  2) OK  3) OK

如果在set b bbb处失败，set a已成功不会回滚，set c还会继续执行；

持久性

事务不过是用队列包裹起了一组 Redis 命令，并没有提供任何额外的持久性功能，所以事务的持久性由 Redis 所使用的持久化模式决定：

  • 在单纯的内存模式下，事务肯定是不持久的。
  • 在 RDB 模式下，服务器可能在事务执行之后、RDB 文件更新之前的这段时间失败，所以 RDB 模式下的 Redis 事务也是不持久的。
  • 在 AOF 的“总是 SYNC ”模式下，事务的每条命令在执行成功之后，都会立即调用 fsync 或 fdatasync 将事务数据写入到 AOF 文件。但是，这种保存是由后台线程进行的，主线程不会阻塞直到保存成功，所以从命令执行成功到数据保存到硬盘之间，还是有一段非常小的间隔，所以这种模式下的事务也是不持久的。
  • 其他 AOF 模式也和“总是 SYNC ”模式类似，所以它们都是不持久的。

隔离性和一致性

redis事务在执行的过程中，不会处理其它命令，而是等所有命令都执行完后，再处理其它命令（满足隔离性）
redis事务在执行过程中发生错误或进程被终结，都能保证数据的一致性；（详见参考资料1)

redis事务的缺陷

除了不保证原子性和持久性，在实际使用中还有以下问题:

1） 遇到有查询的情况穿插在事务中间，不会返回结果；
设置事务开始标志后，所有的命令都是queued，即使是查询指令；
如果后续的更新操作需要依赖于前面的查询指令，那redis事务就无法有效的完成任务；
例如： 

redis 127.0.0.1:7000> multi  OK  redis 127.0.0.1:7000> set a aaa  QUEUED  redis 127.0.0.1:7000> get b  QUEUED  业务逻辑...  redis 127.0.0.1:7000> set c ccc  QUEUED  redis 127.0.0.1:7000> exec  1) OK  2) bbb  3) OK

第二步 get a 返回的是queued，并不是a的查询结果，
如果后续的set操作依赖于get的结果(存在依赖业务逻辑），就不能将get操作放在事务操作中；

2) 事务中的每条命令都与redis服务器进行了一次网络交互；
redis 事务指定开始后，执行一个事务返回的都是queued，那这个入队操作是在客户端实现，还是在服务器端实现的？
查看源码，很容易发现是在服务器端实现；
在Redis.c中有这么一段： 

int processCommand(redisClient *c) {  ...      /* Exec the command */      if (c->flags & REDIS_MULTI &&          c->cmd->proc != execCommand && c->cmd->proc != discardCommand &&          c->cmd->proc != multiCommand && c->cmd->proc != watchCommand)      {          queueMultiCommand(c); // 将事务中的命令都放入到队列中，然后返回"QUEUED"          addReply(c,shared.queued);      } else {          if (server.vm_enabled && server.vm_max_threads > 0 &&              blockClientOnSwappedKeys(c)) return REDIS_ERR;            //调用该命令函数来处理命令          call(c);      }      return REDIS_OK;  }

这里就涉及到客户端与服务器端的多次交互，明明是需要一次批量执行的n条命令，还需要通过多次网络交互，有些浪费；

更新操作中的查询实现

如果有这样的需求：在事务开始后，中间穿插有查询逻辑；
那么使用redis事务（单库），无法满足这个要求；

可能的解决方案：

  1. 可以考虑使用多个库，读写分离，查询库只用来查询，更新库用来开事务做写操作；

  2. 不再使用redis的事务指令，自己在客户端将待执行的命令批量打包，决定是否回滚还是全部执行；这样可以在更新的间隙执行查询逻辑；而不需要将查询逻辑提前到事务指令multi之前；

  3. 将查询业务逻辑提前；严格规范代码编写要求，所有的redis查询逻辑都放在事务之外： 

    redis 127.0.0.1:7000> get b   bbb   业务逻辑...   redis 127.0.0.1:7000> multi   OK   redis 127.0.0.1:7000> set a aaa   QUEUED   redis 127.0.0.1:7000> set c ccc   QUEUED   redis 127.0.0.1:7000> exec   1) OK   2) OK

优化网络特性

将多个命令打包批量发送到redis服务器执行，减少网络交互，优化性能，可能的解决方案：

  1. 对于所有的get/set操作，可使用现有的mget/mset指令；
  2. 对于各种不同类型的更新操作，可使用lua脚本将命令打包后，发送到服务器端一次执行；

参考

http://redisbook.readthedocs.org/en/latest/feature/transaction.html

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