redis源代码分析21– 事务

redis的事务较简单，并不具备事务的acid的全部特征。主要原因之一是redis事务中的命令并不是立即执行的，会一直排队到发布exec命令才执行所有的命令；另一个主要原因是它不支持回滚，事务中的命令可以部分成功，部分失败，命令失败时跟不在事务上下文执行时返回的信息类似。不知道在未来会不会提供更好的支持。

我们且来看看现在redis事务的实现。

redis中跟事务相关的主要结构如下所示。每个redisClient的multiState保存了事务上下文要执行的命令。

/* Client MULTI/EXEC state */
typedef struct multiCmd {
    robj **argv;
    int argc;
    struct redisCommand *cmd;
} multiCmd;

typedef struct multiState {
    multiCmd *commands;     /* Array of MULTI commands */
    int count;              /* Total number of MULTI commands */
} multiState;

typedef struct redisClient {
   ---
    multiState mstate;      /* MULTI/EXEC state */
    ---
} redisClient;

client通过发布multi命令进入事务上下文。处于事务上下文的client会设置REDIS_MULTI标志，multi命令会立即返回。

static void multiCommand(redisClient *c) {
    c->flags |= REDIS_MULTI;
    addReply(c,shared.ok);
}

处于事务上下文中的client会将在exec命令前发布的命令排队到mstate，并不立即执行相应命令且立即返回 shared.queued（如果之前参数检查不正确，则会返回出错信息，那就不会排队到mstate中），这在processCommand函数中反映出来（对processCommand的详细解释可参看前面命令处理章节）。queueMultiCommand只是简单的扩大mstate数组，并将当前命令加入其中。

static int processCommand(redisClient *c) {
    ---
   /* Exec the command */
    if (c->flags & REDIS_MULTI && cmd->proc != execCommand && cmd->proc != discardCommand) {
        queueMultiCommand(c,cmd);
        addReply(c,shared.queued);
    } else {
        if (server.vm_enabled && server.vm_max_threads > 0 &&
            blockClientOnSwappedKeys(c,cmd)) return 1;
        call(c,cmd);
    }
    ---
}

当client发布exec命令时，则redis会调用execCommand来执行事务上下文中的命令集合。注意，在此之前，redis会使用execBlockClientOnSwappedKeys提前加载其命令集所需的key（该函数最终是调用前面介绍过的 waitForMultipleSwappedKeys来加载key）。因为这在命令表cmdTable是这样设置的：

{"exec",execCommand,1,REDIS_CMD_INLINE|REDIS_CMD_DENYOOM,execBlockClientOnSwappedKeys,0,0,0},

execCommand会检查是不是处于事务上下文，然后使用execCommandReplicateMulti向 slave/monitor/aof（前提是使用这些功能）发送/写入multi命令字，因为multi命令本身没有排队，而execCommand会在执行完后写入exec命令的，必须让exec和multi命令配对，这之后就是调用call依次执行每个命令了。从这里没有检查call的返回就可以看出，如果命令执行失败了，只能由call命令本身返回出错信息，这里并不检查命令执行的成功与否，最后就是清空mstate中的命令字并取消 REDIS_MULTI状态了。

static void execCommand(redisClient *c) {
    int j;
    robj **orig_argv;
    int orig_argc;

    if (!(c->flags & REDIS_MULTI)) {
        addReplySds(c,sdsnew("-ERR EXEC without MULTI\r\n"));
        return;
    }

    /* Replicate a MULTI request now that we are sure the block is executed.
     * This way we'll deliver the MULTI/..../EXEC block as a whole and
     * both the AOF and the replication link will have the same consistency
     * and atomicity guarantees. */
    execCommandReplicateMulti(c);

    /* Exec all the queued commands */
    orig_argv = c->argv;
    orig_argc = c->argc;
    addReplySds(c,sdscatprintf(sdsempty(),"*%d\r\n",c->mstate.count));
    for (j = 0; j < c->mstate.count; j++) {
        c->argc = c->mstate.commands[j].argc;
        c->argv = c->mstate.commands[j].argv;
        call(c,c->mstate.commands[j].cmd);
    }
    c->argv = orig_argv;
    c->argc = orig_argc;
    freeClientMultiState(c);
    initClientMultiState(c);
    c->flags &= (~REDIS_MULTI);
    /* Make sure the EXEC command is always replicated / AOF, since we
     * always send the MULTI command (we can't know beforehand if the
     * next operations will contain at least a modification to the DB). */
    server.dirty++;
}

最后稍微提一下，如果事务上下文执行过程中，redis突然down掉，也就是最后的exec命令没有写入，此时会让 slave/monitor/aof处于不正确的状态。redis会在重启后会检查到这一情况，这是在loadAppendOnlyFile中完成的。当然这一检测执行的前提是down掉前和重启后都使用aof进行持久化。redis在检测到这一情况后，会退出程序。用户可调用用redis-check- aof工具进行修复。