【redis基础】事务|管道|发布订阅

Bertha 。 2024-03-16 10:46 51阅读 0赞

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**目录**

事务

概念

作用

数据库事务vs redis事务

常用指令

情况1：正常执行

情况2：放弃事务

情况3：全体连坐

情况4：冤头债主

情况5：watch监控

总结

管道

面试题引出及问题由来

概念

案例演示

总结

发布订阅

概念

编辑

常用命令

总结

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## 事务 ##

### 概念 ###

> **所谓事务，即多条指令要么全部执行，要么全不执行，事务可以一次执行多个命令，本质上是一组命令的集合，一个事务的所有命令都会序列化，按顺序的串行化执行而不允许其他命令的插入，不允许加塞。**

### 作用 ###

> **将众多指令存放于一个队列中，一次性、按顺序、排他性的执行一系列指令**

### 数据库事务vs redis事务 ###

![8810289b28f148cb84ff5f6c262d13b5.png][]

### 常用指令 ###

**事务的常用指令如下：**  
![1a7c18e4c6314fc9838773f8a4ff8741.png][]

**我们对具体的指令进行详细介绍和使用：**

#### 情况1：正常执行 ####

> **MULTI // 事务开始  
> set ...  
> EXEC // 执行**

#### ![4f047177a0d84749b7e3bb5c0266d2fa.png][] ####

#### 情况2：放弃事务 ####

> **MULTI // 事务开始  
> set ...  
> DISCARD // 放弃事务**

![d6ea6cff092c46959cc0eb8b3258a79e.png][]

#### 情况3：全体连坐 ####

**如果事务中的指令有一条存在语法错误，那么所有的指令全部不执行**

> **MULTI // 事务开始  
> set k1 // 语法编译不成功  
> EXEC // 执行**

#### ![648d090f399a42309ec2ae2ebada3444.png][] ####

#### 情况4：冤头债主 ####

**在一组事务中，指令语法本身不存在错误，但是不符合指令语法的具体规范，再最后的exec时报错，此时只有报错的指令不执行，其他指令全部执行**

> **MULTI // 事务开始  
> incr k1 // 语法编译成功，但运行失败  
> EXEC // 执行**

#### ![c828c44c3cb14417a3a20e816d8a1c22.png][] ####

#### 情况5：watch监控 ####

**先明确几个概念：**

>  **乐观锁： 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:提交版本必须 大于 记录当前版本才能执行更新**
> 
> **悲观锁：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。**
> 
> **CAS:与JUC的CAS类似**

![b1876389174e42d7a08b53ac853564e9.png][]

**在redis中，watch来提供CAS的功能，其详细指令如下：**

**watch**

**正常情况：**

*  初始化 键值（k1 和 balance 两个key），先监控再开启multi，保证两key变动在同一事务内
 *  > **watch k1 //加锁**
    > 
    > **multi //开启事务**
    > 
    > **set k1 ninini //第一次修改k1的value**
    > 
    > **set k1 owowowo //第二次修改k1的value**

**由于是在一个事务内修改k1,k1即使加了watch锁，仍然操作成功**

![b40af4c2f8f74b838f5b762dea12a2c1.png][]

**加塞情况：**

> **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**

![e637fbbb22934e31adc97603d84693d1.png][]

**unwatch**

> **放弃监控**

![f17c5f8995684063a238013e0aa25d66.png][]

> 小结：
> 
>  *  一旦执行了 exec 之前加的watch监控锁都会被取消掉
>  *  当客户端连接丢失的时候（比如退出连接），所有东西都会被取消监视

### 总结 ###

> **开启  
> 以 MULTI 开始一个事务  
> 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  
> 执行  
> 由EXEC命令触发事务**

## 管道 ##

### 面试题引出及问题由来 ###

**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Socket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。**
> 
> **上述两步称为：Round Trip Time(简称RTT,数据包往返于两端的时间)，问题笔记最下方**

### ![97ee2f365f0c4f1e9af62e6042c88d83.png][] ###

>  **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），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，o(╥﹏╥)o**

### 概念 ###

> **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。管道是为了解决RTT往返回时，仅仅将命令打包一次进行发送，对整个Redis执行不造成任何影响（一句话说，pipeline是对批处理的优化措施，类似Redis的原生批处理命令（mset /mget））**

![b81daee5abd444ec8afdc830ee675ba5.png][]

### 案例演示 ###

![091dadaeb35743cdb9622e9ef8106bf4.png][]

### 总结 ###

> **Pipeline 与原生批量**
> 
> 1.  原生批量命令是原子性（如：mset，mget），pipeline是非原子性
> 2.  **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**
> 3.  **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**
> 
> **Pipeline 与事务对比**
> 
> 1.  事务具有原子性，管道不具有原子性
> 2.  **管道一次性将多条命令发送到服务器，事务是一条一条发的，事务只有在接收到exec命令后才会执行，管道不会**
> 3.  **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**
> 
> **Pipeline 注意事项**
> 
> 1.  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
> 2.  **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，同时服务器也被迫回复一个队列答复，占用很多内存**

## 发布订阅 ##

### 概念 ###

>  *  **是一种消息通信模式：**
>     
>      *  **发送者（PUBLISH）发送消息**
>      *  **订阅者（SUBSCRIBE）接收消息，可以实现进程间的消息传递**
>  *  **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**
>  *  **功能**
>     
>      *  **Redis客户端可以订阅任意数量的频道，类似我们微信关注多个公众号**

### ![cf69e8b281ff495eab10fa93813fb610.png][] ###

**发布/订阅其实是一个轻量的队列，只不过数据不会被持久化，一般用来处理实时性较高的异步消息**

![cd7f96b3fb2e41c199705cfb817b142e.png][]

### 常用命令 ###

> **SUBSCRIBE channel \[channel\] // 订阅多个频道  
> PUBLISH channel message // 对一个频道发布信息  
> PSUBSCRIBE pattern \[pattern...\] // 按照模式批量订阅，订阅一个或多个符合给定模式（支持\*号?号之类的）的频道  
> PUSUB CHANNELS // 由活跃频道组成的列表  
> PUSUB NUMSUB channel \[channel...\] // 某个频道有几个订阅者  
> PUBSUB NUMPAT // 只统计使用PUBSCRIBE 命令执行的，返回客户端订阅的唯一模式的数量  
> UNSUBSCRIBE channel \[channel...\] // 取消订阅  
> PUNSUBSCRIBE pattern \[pattern...\] // 退订所有给定模式的频道**

### 总结 ###

**优点**

>  *  **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。（但不建议用，专业的事交给专业的工具MQ、kafka、RabbitMQ）**

**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**

[redis_RDB_AOF_mlx_-CSDN]: https://blog.csdn.net/m0_65431718/article/details/130877126?spm=1001.2014.3001.5502
[8810289b28f148cb84ff5f6c262d13b5.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/16/33073b028eb8487a818d31b341b91fa6.png
[1a7c18e4c6314fc9838773f8a4ff8741.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/16/e5610769651b40d9bb263ed25f228061.png
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