Redis事务详解：原理、使用与注意事项

什么是Redis事务

Redis事务是一组命令的集合，这些命令会被顺序化并串行执行，保证在执行期间不会被其他客户端的命令插入。Redis事务的主要目的是保证一系列命令的原子性执行。

与关系型数据库的事务(ACID)不同，Redis事务有以下特点：

• 没有隔离级别概念：事务中的命令在执行前不会被实际执行，也就不会有"事务内的查询看到事务里的更新"这种情况
• 不保证原子性：Redis事务中如果某条命令执行失败，后续命令仍然会执行
• 没有回滚机制：命令执行失败后不会自动回滚已执行的命令

Redis事务的基本使用

Redis事务通过以下三个命令实现：

1. MULTI：标记事务开始
2. EXEC：执行事务中的所有命令
3. DISCARD：取消事务，放弃执行事务块内的所有命令

基本事务示例

> MULTI
OK
> SET user:1:name "Alice"
QUEUED
> SET user:1:age 30
QUEUED
> EXEC
1) OK
2) OK

事务执行过程

1. 客户端发送MULTI命令，服务器返回OK
2. 之后的所有命令都会被服务器放入队列而不是立即执行，服务器返回QUEUED
3. 客户端发送EXEC命令，服务器按顺序执行队列中的所有命令
4. 服务器返回一个数组，包含每个命令的执行结果

Redis事务的错误处理

Redis事务中的错误分为两种：

1. 入队错误

在命令入队时就能检测到的错误（如语法错误），这类错误会导致整个事务无法执行。

> MULTI
OK
> SET key value
QUEUED
> NONEXISTINGCOMMAND
(error) ERR unknown command 'NONEXISTINGCOMMAND'
> EXEC
(error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors.

2. 执行错误

在命令执行时出现的错误（如对字符串执行INCR操作），这类错误不会影响事务中其他命令的执行。

> MULTI
OK
> SET key1 "hello"
QUEUED
> INCR key1
QUEUED
> SET key2 "world"
QUEUED
> EXEC
1) OK
2) (error) ERR value is not an integer or out of range
3) OK

WATCH命令：乐观锁实现

Redis提供了WATCH命令来实现乐观锁，可以在MULTI/EXEC事务之前监视一个或多个键：

> WATCH key1 key2
OK
> MULTI
OK
> SET key1 "new value"
QUEUED
> EXEC
(nil)  // 如果在WATCH后EXEC前有其他客户端修改了key1或key2，事务会执行失败

WATCH机制工作流程：

1. 客户端使用WATCH监视某些键
2. 执行MULTI开始事务
3. 在EXEC执行时，如果发现被监视的键被修改过，则拒绝执行整个事务
4. 如果未被修改，则正常执行事务

Redis事务的局限性

1. 不支持回滚：Redis事务中某条命令失败后，不会回滚已执行的命令
2. 无隔离级别：事务中的命令在执行前不会被实际执行
3. 性能考虑：长时间运行的事务会阻塞其他客户端
4. 命令有限制：某些命令（如INFO, SHUTDOWN等）不能在事务中使用

事务的最佳实践

1. 尽量保持事务短小精悍，避免长时间运行的事务
2. 合理使用WATCH实现乐观锁，处理并发修改
3. 对于需要回滚的场景，需要自行实现补偿逻辑
4. 在集群环境下，事务中的所有键必须位于同一个节点（使用相同的hash slot）

Lua脚本

对于复杂的事务需求，Redis推荐使用Lua脚本：

EVAL "local current = redis.call('GET', KEYS[1])
if current == ARGV[1] then
return redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[2])
else
return 0
end" 1 mykey "old value" "new value"

Lua脚本的优势：

• 原子性执行
• 减少网络开销（多个命令一次发送）
• 灵活性高，可以实现复杂逻辑

总结

• Redis事务是将一组命令打包一起执行
• 不保证原子性，如果过程发生错误不会进行回滚
• 没有隔离级别的概念，事务中的命令不会提前执行，事务内不能提前看到事务外，事务外也同理