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Redis的基础事务和常用操作

和其他大部分的 NoSQL 不同,Redis 是存在事务的,尽管它没有数据库那么强大,但是它还是很有用的,尤其是在那些需要高并发的网站当中。

使用 Redis 读/写数据要比数据库快得多,如果使用 Redis 事务在某种场合下去替代数据库事务,则可以在保证数据一致性的同时,大幅度提高数据读/写的响应速度。

细心的读者也许可以发现笔者一直都很强调性能,因为互联网和传统企业管理系统不一样,互联网系统面向的是公众,很多用户同时访问服务器的可能性很大,尤其在一些商品抢购、抢红包等场合,对性能和数据的一致性有着很高的要求,而存储系统的读/写响应速度对于这类场景的性能的提高是十分重要的。

在 Redis 中,也存在多个客户端同时向 Redis 系统发送命令的并发可能性,因此同一个数据,可能在不同的时刻被不同的线程所操纵,这样就出现了并发下的数据一致的问题。为了保证异性数据的安全性,Redis 为提供了事务方案。而 Redis 的事务是使用 MULTI-EXEC 的命令组合,使用它可以提供两个重要的保证:
  • 事务是一个被隔离的操作,事务中的方法都会被 Redis 进行序列化并按顺序执行,事务在执行的过程中不会被其他客户端发生的命令所打断。
  • 事务是一个原子性的操作,它要么全部执行,要么就什么都不执行。

在一个 Redis 的连接中,请注意要求是一个连接,所以更多的时候在使用 Spring 中会使用 SessionCallback 接口进行处理,在 Redis 中使用事务会经过 3 个过程:
  • 开启事务。
  • 命令进入队列。
  • 执行事务。

先来学习 Redis 事务命令,如表 1 所示。
表 1 Redis事务命令
命 令 说 明 备 注
multi 开启事务命令,之后的命令就进入队列,而不会马上被执行 在事务生存期间,所有的 Redis 关于数据结构的命令都会入队
watch key1 [key2......] 监听某些键,当被监听的键在事务执行前被修改,则事务会被回滚 使用乐观锁
unwatch key1 [key2......]  取消监听某些键 ——
exec 执行事务,如果被监听的键没有被修改,则采用执行命令,否则就回滚命令 在执行事务队列存储的命令前,Redis 会检测被监听的键值对有没有发生变化,如果没有则执行命令, 否则就回滚事务
discard 回滚事务 回滚进入队列的事务命令,之后就不能再用 exec 命令提交了
在 Redis 中开启事务是 multi 命令,而执行事务是 exec 命令。multi 到 exec 命令之间的 Redis 命令将采取进入队列的形式,直至 exec 命令的出现,才会一次性发送队列里的命令去执行,而在执行这些命令的时候其他客户端就不能再插入任何命令了,这就是 Redis 的事务机制。

Redis 命令执行事务的过程,如图 1 所示。

Redis命令执行事务的过程
图 1 Redis命令执行事务的过程

从图 1 中可以看到,先使用 multi 启动了 Redis 的事务,因此进入了 set 和 get 命令,我们可以发现它并未马上执行,而是返回了一个“QUEUED”的结果。

这说明 Redis 将其放入队列中,并不会马上执行,当命令执行到 exec 的时候它就会把队列中的命令发送给 Redis 服务器,这样存储在队列中的命令就会被执行了,所以才会有“OK”和“value1”的输出返回。

如果回滚事务,则可以使用 discard 命令,它就会进入在事务队列中的命令,这样事务中的方法就不会被执行了,使用 discard 命令取消事务如图 2 所示。

使用discard命令取消事务
图 2  使用 discard 命令取消事务

当我们使用了 discard 命令后,再使用 exec 命令时就会报错,因为 discard 命令已经取消了事务中的命令,而到了 exec 命令时,队列里面已经没有命令可以执行了,所以就出现了报错的情况。

教程前面我们讨论过,在 Spring 中要使用同一个连接操作 Redis 命令的场景,这个时候我们借助的是 Spring 提供的 SessionCallback 接口,采用 Spring 去实现本节的命令,代码如下所示。
ApplicationContext applicationContext= new ClassPathXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
RedisTemplate redisTemplate = applicationContext.getBean(RedisTemplate.class);
SessionCallback callBack = (SessionCallback) (RedisOperations ops)-> {
    ops.multi();
    ops.boundValueOps("key1").set("value1");
    //注意由于命令只是进入队列,而没有被执行,所以此处采用get命令,而value却返回为null
    String value = (String) ops.boundValueOps("key1").get();
    System.out.println ("事务执行过程中,命令入队列,而没有被执行,所以value为空: value="+value);
    //此时list会保存之前进入队列的所有命令的结果
    List list = ops.exec(); //执行事务
    //事务结束后,获取value1
    value = (String) redisTemplate.opsForValue().get("key1");
    return value;
};
//执行Redis的命令
String value = (String)redisTemplate.execute(callBack);
System.out.println(value);
这里采用了 Lambda 表达式(注意,Java 8 以后才引入 Lambda 表达式)来为 SessionCallBack 接口实现了业务逻辑。从代码看,使用了 SessionCallBack 接口,从而保证所有的命令都是通过同一个 Redis 的连接进行操作的。

在使用 multi 命令后,要特别注意的是,使用 get 等返回值的方法一律返回为空,因为在 Redis 中它只是把命令缓存到队列中,而没有去执行。使用 exec 后就会执行事务,执行完了事务后,执行 get 命令就能正常返回结果了。

最后使用 redisTemplate.execute(callBack); 就能执行我们在 SessionCallBack 接口定义的 Lambda 表达式的业务逻辑,并将获得其返回值。执行代码后可以看到这样的结果,如图 3 所示:

运行结果
图 3  运行结果

需要再强调的是:这里打印出来的 value=null,是因为在事务中,所有的方法都只会被缓存到 Redis 事务队列中,而没有立即执行,所以返回为 null,这是在 Java 对 Redis 事务编程中开发者极其容易犯错的地方,一定要十分注意才行。如果我们希望得到 Redis 执行事务各个命令的结果,可以用这行代码:

List list = ops.exec(); //执行事务

这段代码将返回之前在事务队列中所有命令的执行结果,并保存在一个 List 中,我们只要在 SessionCallback 接口的 execute 方法中将 list 返回,就可以在程序中获得各个命令执行的结果了。

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