Redis7——基础篇（四）

 前言：此篇文章系本人学习过程中记录下来的笔记，里面难免会有不少欠缺的地方，诚心期待大家多多给予指教。

基础篇：

1. Redis（一）
2. Redis（二）
3. Redis（三）

接上期内容：上期完成了Redis的持久化机制的学习。下面开始学习Redis的其他功能，话不多说，直接发车。

一、Redis事务

（一）、定义

Redis事务是一个单独的隔离操作，它将多个命令打包成一个原子操作序列。在事务执行过程中，要么所有命令都被执行，要么都不执行。这确保了数据操作的一致性和完整性。事务中的命令会被依次放入队列中，然后在执行阶段按顺序执行，不会被其它命令插入，不许加塞。

（二）、Redis事务和常规事务区别

与传统数据库的事务相比，Redis事务有一些独特之处。传统数据库事务通常支持 ACID 特性（原子性、一致性、隔离性、持久性），而 Redis 事务不仅不保证原子性，而且在隔离性方面也有所不同。

redis特性：

（三）、实操

1、正常执行

使用MULTI开启事务，EXEC执行事务。开启事务之后的所有操作，都只是加入到操作队列中，并没有实际执行。

​

2、放弃事务

使用MULTI开启事务，DISCARD放弃事务。

3、全部失败

4、冤头债主

与传统事务数据库区别，不一定要一起成功一起失败，redis可以部分成功部分失败。

INCR和INCRBY命令操作只能是整数，所以这两条命令失败了，其他都成功了。

5、watch监控

乐观锁(Optimistic Lock)，顾名思义，就是很乐观，每次去拿数据的时候都认为别人不会修改，所以不会上锁，但是在更新的时候会判断一下在此期间别人有没有去更新这个数据。乐观锁策略是提交版本必须 大于记录当前版本才能执行更新。

悲观锁(Pessimistic Lock)，顾名思义，就是很悲观，每次去拿数据的时候都认为别人会修改，所以每次在拿数据的时候都会上锁，这样别人想拿这个数据就会block直到它拿到锁。

watch命令是一种乐观锁的实现，Redis在修改的时候会检测数据是否被更改，如果更改了，则执行失败。

5.1、正常情况

5.2、加塞情况

就是开启对这个key监控后，另外一个redis也在操作这个key，那么这边事务就会执行失败。

5.3、watch小总结

在 Redis 事务中，WATCH命令用于监控一个或多个键，一旦被监控的键在事务执行之前被其他客户端修改，那么当前事务将被取消，不会执行。

不过需要注意的是，一旦执行了EXEC命令，那么之前加的所有监控锁都将取消，这意味着事务执行完成后，不再对监控的键进行监控。此外，退出Redis或者Redis宕机也会导致监控锁取消，所以在实际应用中，需要合理把握监控锁的生命周期，结合业务场景来确保数据操作的准确性和一致性。

（四）、事务小总结

redis的事务分为三步：

1. 开启：以MULTI开启事务。
2. 入队：将多个命令入队到事务中，接到这些命令并不会立即执行，而是放到等待执行的事务队列里面。
3. 执行：由EXEC命令触发事务。

二、Redis管道

（一）、问题由来

Redis是一种基于客户端-服务端模型以及请求/响应协议的TCP服务。一个请求会遵循以下步骤：

1. 客户端向服务端发送命令分四步（发送命令→命令排队→命令执行→返回结果），并监听Socker返回，通常以阻塞模式等待服务端响应。
2. 服务端处理命令，并将结果返回给客户端。

如果同时需要执行大量的命令，那么就要等待上一条命令应答后再执行，这中间不仅仅多了RTT（Round Time Trip，简称RTT,数据包往返于两端的时间），而且还频繁调用系统IO，发送网络请求，同时需要redis调用多次read()和write()系统方法，系统方法会将数据从用户态转移到内核态，这样就会对进程上下文有比较大的影响了，性能不太好。

Q&A 如何优化频繁命令往返造成的性能瓶颈？

答：使用管道。

（二）、定义

管道(pipeline)可以一次性发送多条命令给服务端，服务端依次处理完完毕后，通过一条响应一次性将结果返回，通过减少客户端与redis的通信次数来实现降低往返延时时间。pipeline实现的原理是队列，先进先出特性就保证数据的顺序性。

总结一句话：管道是批处理命令变种优化措施，类似Redis的原生批命令(mget和mset)。

（三）、实操

（四）、管道功能小总结

1、pipeline与原生批命令对比

• 原生批量命令是原子性(例如:mset, mget)，pipeline是非原子性。
• 原生批量命令一次只能执行一种命令，pipeline支持批量执行不同命令。
• 原生批命令是服务端实现，而pipeline需要服务端与客户端共同完成。

2、pipeline与事务对比

• 事务具有原子性，管道不具有原子性。
• 管道一次性将多条命令发送到服务器，事务是一条一条的发，事务只有在接收到exec命令后才会执行，管道不会。
• 执行事务时会阻塞其他命令的执行，而执行管道中的命令时不会阻塞其他命令。

3、pipeline注意事项

• pipeline缓冲的指令只是会依次执行，不保证原子性，如果执行中指令发生异常，将会继续执行后续的指令。
• 使用pipeline组装的命令个数不能太多，不然数据量过大客户端阻塞的时间可能过久，同时服务端此时也被迫回复一个队列答复，占用很多内存。

三、Redis发布订阅（了解即可）

（一）、定义

Redis发布订阅是一种消息通信模式。客户端可以订阅一个或多个频道，当有其他客户端向这些频道发布消息时，订阅者会收到相应的消息。这是一种基于事件驱动的通信方式，适用于实时消息推送、实时通知等场景。

（二）、实操

开启三个客户端，A、B订阅C，C发布消息，A、B能及时获取消息。

（三）、发布订阅功能小总结

Redis可以实现消息中间件MQ的功能，通过发布订阅实现消息的引导和分流。但不推荐使用该功能，专业的事情交给专业的中间件处理，redis就做好分布式缓存功能。

Pub/Sub的缺点：

• 发布的消息在Redis系统中不能持久化，因此，必须先执行订阅，再等待消息发布。如果先发布了消息，那么该消息由于没有订阅者，消息将被直接丢弃。
• 消息只管发送对于发布者而言消息是即发即失的，不管接收，也没有ACK机制，无法保证消息的消费成功。
• 以上的缺点导致Redis的Pub/Sub模式就像个小玩具，在生产环境中几乎无用武之地，为此Redis5.0版本新增了Stream数据结构，不但支持多播，还支持数据持久化，相比Pub/Sub更加的强大。但是仍然不推荐使用Stream来做MQ的功能，还是那句话，专业的事情交给专业的中间件处理。

四、总结

Redis 的事务、管道以及发布订阅功能，赋予了开发者强大的数据处理与通信能力。事务机制保证了数据操作具备一致性和完整性，管道技术提升了客户端与服务器之间的通信效率，发布订阅机制则实现了实时消息推送功能。在实际项目开发过程中，可依据具体业务需求，灵活运用上述功能，充分发挥 Redis 的技术优势，从而有效提升系统性能与用户体验。

ps：努力到底，让持续学习成为贯穿一生的坚守。学习笔记持续更新中。。。。