Redis 事务相关的命令有MULTI、EXEC、DISCARD和WATCH。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。在 Redis 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。

从 2.2 版本开始，Redis 还可以通过乐观锁（optimistic lock）实现 CAS （check-and-set）操作，具体信息请参考文档的后半部分。

1 用法

MULTI命令用于开启一个事务，它总是返回 OK 。 MULTI 执行之后， 客户端可以继续向服务器发送任意多条命令， 这些命令不会立即被执行， 而是被放到一个队列中， 当EXEC命令被调用时， 所有队列中的命令才会被执行。另一方面， 通过调用 DISCARD， 客户端可以清空事务队列， 并放弃执行事务。

  1. $ MULTI            # OK
  2. $ INCR foo    # QUEUED
  3. $ INCR bar    # QUEUED
  4. $ EXEC            # (integer) 1 (integer) 1

以上是一个事务例子， 它原子地增加了 foo 和 bar 两个键的值：EXEC 命令的回复是一个数组， 数组中的每个元素都是执行事务中的命令所产生的回复。 其中， 回复元素的先后顺序和命令发送的先后顺序一致。当客户端处于事务状态时， 所有传入的命令都会返回一个内容为 QUEUED 的状态回复（status reply）， 这些被入队的命令将在 EXEC 命令被调用时执行。

2 事务中的错误

使用事务时可能会遇上以下两种错误：

  • 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。

对于发生在 EXEC 执行之前的错误，客户端以前的做法是检查命令入队所得的返回值：如果命令入队时返回 QUEUED，那么入队成功；否则，就是入队失败。如果有命令在入队时失败，那么大部分客户端都会停止并取消这个事务。不过从 Redis 2.6.5 开始，服务器会对命令入队失败的情况进行记录，并在客户端调用 EXEC 命令时，拒绝执行并自动放弃这个事务。

在 Redis 2.6.5 以前， Redis 只执行事务中那些入队成功的命令，而忽略那些入队失败的命令。而新的处理方式则使得在流水线（pipeline）中包含事务变得简单，因为发送事务和读取事务的回复都只需要和服务器进行一次通讯。至于那些在 EXEC 命令执行之后所产生的错误，并没有对它们进行特别处理：即使事务中有某个/某些命令在执行时产生了错误， 事务中的其他命令仍然会继续执行。

3 为什么 Redis 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。

4 放弃事务

当执行DISCARD命令时，事务会被放弃，事务队列会被清空，并且客户端会从事务状态中退出：

  1. $ SET foo 1    # OK
  2. $ MULTI            # OK
  3. $ INCR foo    # QUEUED
  4. $ DISCARD        # OK
  5. $ GET foo        # "1"

5 使用 CAS 操作实现乐观锁

WATCH命令可以为 Redis 事务提供 check-and-set （CAS）行为。被 WATCH 的键会被监视，并会发觉这些键是否被改动过了。 如果有至少一个被监视的键在EXEC执行之前被修改了，那么整个事务都会被取消， EXEC返回nil-reply来表示事务已经失败。

举个例子， 假设我们需要原子性地为某个值进行增 1 操作（假设 INCR 不存在）。首先我们可能会这样做：

  1. $ val = GET mykey
  2. $ val = val + 1
  3. $ SET mykey $val

上面的这个实现在只有一个客户端的时候可以执行得很好。 但是，当多个客户端同时对同一个键进行这样的操作时， 就会产生竞争条件。举个例子， 如果客户端 A 和 B 都读取了键原来的值， 比如 10 ， 那么两个客户端都会将键的值设为 11 ， 但正确的结果应该是 12 才对。

有了 WATCH，我们就可以轻松地解决这类问题了，使用下面的代码， 如果在 WATCH 执行之后， EXEC 执行之前， 有其他客户端修改了 mykey 的值， 那么当前客户端的事务就会失败。 程序需要做的， 就是不断重试这个操作， 直到没有发生碰撞为止。

  1. $ WATCH mykey
  2. $ val = GET mykey
  3. $ val = val + 1
  4. $ MULTI SET mykey $val
  5. $ EXEC

这种形式的锁被称作乐观锁， 它是一种非常强大的锁机制。 并且因为大多数情况下， 不同的客户端会访问不同的键， 碰撞的情况一般都很少， 所以通常并不需要进行重试。

5.1 了解 WATCH

WATCH使得EXEC命令需要有条件地执行： 事务只能在所有被监视key都没有被修改的前提下执行， 如果这个前提不能满足的话，事务就不会被执行。WATCH 命令可以被调用多次，对key的监视从 WATCH 执行之后开始生效， 直到调用 EXEC 为止。

用户还可以在单个 WATCH 命令中监视任意多个键，当 EXEC 被调用时，不管事务是否成功执行，对所有键的监视都会被取消。另外，当客户端断开连接时，该客户端对键的监视也会被取消。

使用无参数的UNWATCH命令可以手动取消对所有键的监视。对于一些需要改动多个键的事务，有时候程序需要同时对多个键进行加锁， 然后检查这些键的当前值是否符合程序的要求。 当值达不到要求时， 就可以使用 UNWATCH 命令来取消目前对键的监视，中途放弃这个事务，并等待事务的下次尝试。

5.2 使用 WATCH 实现 ZPOP

WATCH 可以用于创建 Redis 没有内置的原子操作。举个例子， 以下代码实现了原创的ZPOP命令， 它可以原子地弹出有序集合中分值（score）最小的元素。程序只要重复执行这段代码， 直到 EXEC 的返回值不是 nil-reply 回复即可。

  1. $ WATCH zset
  2. $ element = ZRANGE zset 0 0 
  3. $ MULTI
  4. $ ZREM zset element 
  5. $ EXEC

6 Redis 脚本和事务

从定义上来说，Redis 中的脚本本身就是一种事务，所以任何在事务里可以完成的事，在脚本里面也能完成。并且一般来说，使用脚本要来得更简单，并且速度更快。因为脚本功能是 Redis 2.6 才引入的，而事务功能则更早之前就存在了，所以 Redis 才会同时存在两种处理事务的方法。

事务提供了一种即使不使用脚本，也可以避免竞争条件的方法，而且事务本身的实现并不复杂。不过在不远的将来，可能所有用户都会只使用脚本来实现事务也说不定。如果真的发生这种情况的话，事务功能将被废弃并最终移除。