理解 Redis 事務：MULTI、EXEC、DISCARD

Redis 事務允許你將一組命令作為一個單一的原子操作來執行。這意味著事務中的所有命令要么全部執行，要么全部不執行。這對于在需要一起執行多個操作時保持數據完整性至關重要。本課程將涵蓋 Redis 事務的基礎知識，重點關注 MULTI、EXEC 和 DISCARD 命令。我們將探討這些命令如何協同工作以確保 Redis 操作的原子性和一致性。

理解 Redis 事務

Redis 事務提供了一種將多個命令組合為單個執行單元的機制。這確保了事務中的所有命令按順序原子地執行。在此上下文中，原子性意味著事務中的所有命令要么全部成功，要么全部失敗。這對于維護數據一致性至關重要，尤其是在處理涉及多個鍵的復雜操作時。

MULTI 命令

MULTI 命令用于開始一個 Redis 事務。當你發出 MULTI 命令時，Redis 會進入一種特殊模式，它會將后續的命令排隊而不是立即執行。所有在 MULTI 之后收到的命令都會被添加到事務隊列中。

示例：

MULTI
SET key1 value1
INCR counter
GET key1

在這個例子中，在發出 MULTI 命令后，SET、INCR 和 GET 命令不會立即執行。相反，它們會被排隊，稍后作為事務的一部分執行。Redis 會對每個被加入隊列的命令響應 QUEUED。

EXEC 命令

EXEC 命令用于執行自 MULTI 命令發出以來已排隊等候的所有命令。當 Redis 接收到 EXEC 命令時，它會按順序處理事務隊列中的所有命令。

示例：

繼續從上一個示例：

EXEC

如果所有命令都成功執行，EXEC 將返回一個回復數組，每個事務中的命令對應一個回復。如果任何命令在調用EXEC 之前失敗（例如，由于語法錯誤），Redis 將返回一個錯誤，并且事務不會被執行。然而，如果命令在 EXEC 的執行過程中失敗（例如，嘗試對錯誤的數據類型執行操作），Redis 將繼續執行事務中的剩余命令。錯誤將在回復數組中相應的位置返回。

成功執行：

1) OK
2) (integer) 1
3) "value1"

這表明 SET、INCR 和 GET 命令已成功執行。

示例包含運行時錯誤:

MULTI
SET mykey "Hello"
INCR mykey  # This will cause an error because mykey is a string
SET anotherkey "World"
EXEC

The output would be:

1) OK
2) (error) ERR value is not an integer or out of range
3) OK

即使 INCR 命令失敗，SET anotherkey "World" 命令仍然被執行。在設計你的事務時，理解這種行為很重要。

DISCARD 命令

DISCARD 命令用于丟棄自 MULTI 命令發出以來所有已排隊的命令。這實際上取消了事務，并且所有排隊的命令都不會被執行。

示例：

MULTI
SET key1 value1
INCR counter
DISCARD

在這個例子中，SET 和 INCR 命令被排隊，但 DISCARD 命令取消了事務，所以這兩個命令都沒有被執行。當調用 DISCARD 時，Redis 會返回 OK。

實用案例與演示

讓我們通過一些實際例子來探討 Redis 事務如何在現實場景中使用。

示例 1：在不同賬戶之間轉賬

考慮一個場景，你需要將資金從一個賬戶轉移到另一個賬戶。此操作涉及兩個步驟：借記發送者的賬戶和貸記接收者的賬戶。為確保轉賬是原子的，你可以使用 Redis 事務。

MULTI
DECRBY account1 100  # Debit account1 by 100
INCRBY account2 100  # Credit account2 by 100
EXEC

在這個例子中，如果 DECRBY 或 INCRBY 命令中的任何一個失敗，整個事務將被回滾，以確保資金不會被部分轉移。請注意，Redis 實際上并不像傳統數據庫那樣進行“回滾”。相反，如果在 EXEC 期間命令失敗，其他命令仍然會執行。原子性來自于在事務執行期間，沒有其他客戶端可以插入命令。

示例 2：遞增多個計數器

假設你有多個需要一起遞增的計數器。你可以使用 Redis 事務來確保所有計數器都原子性地更新。

MULTI
INCR counter1
INCR counter2
INCR counter3
EXEC

此事務原子性地遞增三個計數器（counter1、counter2 和 counter3）。如果任何 INCR 命令失敗，整個事務將被中止（盡管，如前所述，其他命令仍會執行，錯誤將在 EXEC 響應中返回）。

示例 3：處理并發更新

事務對于處理對同一鍵的并發更新很有用。想象多個客戶端同時嘗試更新一個計數器。如果沒有事務，就有可能出現競態條件。

Client 1:

MULTI
GET counter
SET counter (value + 1)
EXEC

Client 2:

MULTI
GET counter
SET counter (value + 1)
EXEC

即使有事務，這種方法仍然容易受到競態條件的影響，因為 GET 命令在事務之前讀取值 before。更好的方法，我們將在下一章關于腳本中介紹，是使用 Lua 腳本來在服務器端原子地執行整個操作。