Redis 的事务到底是不是原子性的

ACID 中关于原子性的定义:

原子性:一个事务(transaction)中的所有操作,要么全部完成,要么全部不完成,不会结束在中间某个环节。事务在执行过程中发生错误,会被恢复(Rollback)到事务开始前的状态,就像这个事务从来没有执行过一样。

那么 Redis 的事务到底符不符合原子性的特征呢?官方文档对事务的描述如下:

事务可以一次执行多个命令, 并且带有以下两个重要的保证:

  • 事务是一个单独的隔离操作:事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行。事务在执行的过程中,不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
  • 事务是一个原子操作:事务中的命令要么全部被执行,要么全部都不执行。EXEC 命令负责触发并执行事务中的所有命令:
    • 如果客户端在使用 MULTI 开启了一个事务之后,却因为断线而没有成功执行 EXEC ,那么事务中的所有命令都不会被执行。
    • 另一方面,如果客户端成功在开启事务之后执行 EXEC ,那么事务中的所有命令都会被执行。

当使用 AOF 方式做持久化的时候, Redis 会使用单个 write(2) 命令将事务写入到磁盘中。

然而,如果 Redis 服务器因为某些原因被管理员杀死,或者遇上某种硬件故障,那么可能只有部分事务命令会被成功写入到磁盘中。

如果 Redis 在重新启动时发现 AOF 文件出了这样的问题,那么它会退出,并汇报一个错误。

使用 redis-check-aof 程序可以修复这一问题:它会移除 AOF 文件中不完整事务的信息,确保服务器可以顺利启动。

但是在另一篇文章写到 Redis 的事务不是原子性的,他强调的是 Redis 事务在执行失败的时候不会进行任何重试或回滚,因此不具备原子性。

使用事务可能会遇到以下两种错误。

  • 事务在执行 EXEC 之前,入队的命令可能会出错。比如说,命令可能会产生语法错误(参数数量错误,参数名错误,等等),或者其他更严重的错误,比如内存不足(如果服务器使用 maxmemory 设置了最大内存限制的话)。
  • 命令可能在 EXEC 调用之后失败。举个例子,事务中的命令可能处理了错误类型的键,比如将列表命令用在了字符串键上面,诸如此类。

示例:

Trying 127.0.0.1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.

MULTI
+OK

SET a 3
abc

+QUEUED
LPOP a

+QUEUED
EXEC

*2
+OK
-ERR Operation against a key holding the wrong kind of value

对于 EXEC 执行之前的错误,Redis 会检查出来并返回错误自动放弃事务,但是对于在 EXEC 调用后执行失败的情况,该条语句会执行失败,但事务中的其他命令仍会执行。

因此严格来说,Redis 事务确实不具备原子性的特征。

Redis 为什么不支持回滚

如果你有使用关系式数据库的经验, 那么 “Redis 在事务失败时不进行回滚,而是继续执行余下的命令”这种做法可能会让你觉得有点奇怪。

以下是这种做法的优点:

  • Redis 命令只会因为错误的语法而失败(并且这些问题不能在入队时发现),或是命令用在了错误类型的键上面:这也就是说,从实用性的角度来说,失败的命令是由编程错误造成的,而这些错误应该在开发的过程中被发现,而不应该出现在生产环境中。
  • 因为不需要对回滚进行支持,所以 Redis 的内部可以保持简单且快速。

有种观点认为 Redis 处理事务的做法会产生 bug , 然而需要注意的是, 在通常情况下, 回滚并不能解决编程错误带来的问题。 举个例子, 如果你本来想通过 INCR 命令将键的值加上 1 , 却不小心加上了 2 , 又或者对错误类型的键执行了 INCR , 回滚是没有办法处理这些情况的。

鉴于没有任何机制能避免程序员自己造成的错误, 并且这类错误通常不会在生产环境中出现, 所以 Redis 选择了更简单、更快速的无回滚方式来处理事务。

本文是对以下参考资料的整理。

参考资料

http://redisdoc.com/topic/transaction.html

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

https://zh.wikipedia.org/wiki/ACID