文章目录
- 一、什么是redis事务？
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- [1. redis pipeline机制](#1. redis pipeline机制)
- [2. redis事务](#2. redis事务)
- [3. lua脚本](#3. lua脚本)
- [4. ACID特性分析（分析redis事务）](#4. ACID特性分析（分析redis事务）)
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- [A: 原子性](#A: 原子性)
- [C: 一致性](#C: 一致性)
- [I: 隔离性](#I: 隔离性)
- [D: 持久性](#D: 持久性)
- [5. 发布订阅](#5. 发布订阅)
- 二、实现server端与redis通信
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- [1. 同步连接 (用redis默认驱动)](#1. 同步连接 (用redis默认驱动))
- [2. 异步连接 (基于当前网络模块实现驱动)](#2. 异步连接 (基于当前网络模块实现驱动))
一、什么是redis事务？
1. redis pipeline机制
- redis pipline是一个客户端提供的机制，不是服务端提供；通过一次发送多次请求命令，从而减少网络传输的时间。
- 注意：pipeline不具备事务性 ；事务性是指一组操作要么全部成功执行，要么全部失败回滚，中间不能只执行一部分。这种特性通常用于数据库或数据操作中，保证数据的一致性和可靠性，
2. redis事务
事务是指 用户定于一系列数据库操作，这些操作视为一个完整的逻辑处理单元，要么全部执行，要么全部不执行，是不可分割的工作单元。
+多核 情况 探讨原子操作 （避免其他线程执行）
+多条并发连接 探讨事务
事务原语（MULTI | EXEC | DISCARD | WATCH）
- MULTI 开启事务 (begin / strat transaction)
MULTI开启事务，事务执行过程中，单个命令是入队列操作，直到
调用EXEC才会一起执行；乐观锁实现，所以失败需要重试； - EXEC 提交事务 (commit)
提交事务 - DISCARD 取消事务 (rollback)
取消事务 - WATCH 监听事务
检测key的变动，若在事务执行中，key变动则取消事务；在事务开启前调用，乐观锁（cas）实现；若被取消则事务返回nil
乐观锁和悲观锁
乐观锁（redis）：
"我假设你不会碰我操作的变量，冲突很少，出问题我再处理。"
悲观锁（mysql）：
"我假设你一定会碰，所以我提前上锁，防止你碰。"
| 对比项 | 乐观锁（Optimistic Lock） | 悲观锁（Pessimistic Lock） |
|---|---|---|
| 核心假设 | 不会发生冲突 | 一定会发生冲突 |
| 操作方式 | 不加锁，操作前后做数据校验 | 操作前加锁，阻塞其他操作 |
| 并发性能 | 性能好，冲突少时效率高 | 并发低，阻塞多时效率低 |
| 实现方式 | 版本号（version）、时间戳等 | 数据库 select ... for update、行锁等 |
| 失败处理 | 操作失败后重试 | 先加锁，保证别人不能动 |
| 典型场景 | 数据读多写少，如缓存、排行榜更新 | 数据写多读多，如账户转账、订单处理 |
事务原语的应用
c
【1. 事务实现 zpop】
WATCH zset
element = ZRANGE zset 0 0
MULTI
ZREM zset element
EXEC
-----------------------------------
【2. 事务实现 加倍操作】
WATCH score:10001
val = GET score:10001
MULTI
SET score:10001 val*2
EXEC实操
3. lua脚本
redis内部嵌有lua虚拟机，实际开发不用四个事务，而是用lua脚本实现原子性。
cpp
【1.调用方式】
redis.call("命令",key1,key2,...,arg1,arg2,...)
//call：命令失败抛出异常
//pcall：命令失败不抛异常，返回错误对象
--------------------------------------
【2.EVALSHA 来代替 EVAL】
//EVAL是Redis执行一段Lua脚本的命令，支持多key、多参数传入，原子执行。
//使用EVALSHA来代替EVAL时，相当于只传递一个hash（SHA1）值到Redis，而不传整段Lua脚本：
+ 网络传输更小
+ 安全（不暴露源码）
+ 快速查找（Redis 内部用哈希表管理脚本）实际项目redis中先将lua段批量编译后，用unordered_map缓存在内存中，未来有相关业务需求调用evalsha 指令执行相关业务。
4. ACID特性分析（分析redis事务）
lua脚本满足原子性和隔离性， 一致性和持久性不满足
A: 原子性
事务是一个不可分割的工作单位，事务中的操作要么全部成功，要么全部失败；redis不支持回滚；
即使事务队列中的某个命令在执行期间出现了错误，整个事务也会继续执行下去，直到将事务队列中的所有命令都执行完毕为止。
C: 一致性
执行事务后，数据从一个一致状态过渡到另一个一致状态（满足约束、逻辑正确）; 一个是逻辑上一致性，一个是数据库一致性（完整约束）
I: 隔离性
各个事务之间互相影响的程度；redis是单线程执行，天然具备隔离性；
D: 持久性
一旦事务执行成功，结果会被永久保存，即使系统崩溃也能恢复;
redis只有在aof持久化策略时候，才具备持久性，实际项目中几乎不会使用aof 持久化策略；
5. 发布订阅
消息推送、实时通信、微服务解耦、事件驱动等场景。
(1)工作原理
发布者 使用 PUBLISH 向某个频道发送消息；
订阅者 使用 SUBSCRIBE、PSUBSCRIBE 订阅一个或多个频道；
一旦有新消息，所有订阅者会立即收到消息；是即时通信模型，不做持久化，也不记录历史消息。
(2)命令
python
# 订阅频道
subscribe 频道
# 订阅模式频道
psubscribe 频道
# 取消订阅频道
unsubscribe 频道
# 取消订阅模式频道
punsubscribe 频道
# 发布具体频道或模式频道的内容
publish 频道 内容
# 客户端收到具体频道内容
message 具体频道 内容
# 客户端收到模式频道内容
pmessage 模式频道 具体频道 内容发布订阅功能一般要区别命令连接重新开启一个连接。因为命令连接严格遵循请求回应模式，而 pubsub 能收到 redis 主动推送的内容；所以实际项目中如果支持 pubsub 的话，需要另开一条连接 用于处理发布订阅；
注意：redis停机重启，pubsub的消息是不会持久化的，所有的消息被直接丢弃；
二、实现server端与redis通信
1.先适配事件对象
2.适配事件函数，才可以使用redis接口.
1. 同步连接 (用redis默认驱动)
先引入lhiredis库文件【01：20：00】，再进行连接操作。
2. 异步连接 (基于当前网络模块实现驱动)
（1）思想
hiredis 异步客户端接入自定义的 reactor 事件驱动系统的适配器，核心作用是桥接Redis的异步事件自定义事件循环机制，实现了一套hiredis的IO多路复用抽象接口。
（2） 源码
hiredis实现了：协议解析、读写事件、缓冲区操作、协议加密
我们适配的文件实现了：适配事件对象 以及 事件操作函数
cpp
static int redisAttach(reactor_t *r, redisAsyncContext *ac) {
redisContext *c = &(ac->c);
redis_event_t *re;
/* Nothing should be attached when something is already attached */
if (ac->ev.data != NULL)
return REDIS_ERR;
/* Create container for ctx and r/w events */
re = (redis_event_t*)hi_malloc(sizeof(*re));
if (re == NULL)
return REDIS_ERR;
re->ctx = ac;
re->e.fd = c->fd;
re->e.r = r;
// dont use event buffer, using hiredis's buffer
re->e.in = NULL;
re->e.out = NULL;
re->mask = 0;
//这些是 hiredis 要求你实现的"注册函数"。每当 Redis 需要监听某个 FD 的读/写事件，就会调用这些函数
ac->ev.addRead = redisAddRead;
ac->ev.delRead = redisDelRead;
ac->ev.addRead = redisAddWrite;
ac->ev.delWrite = redisDelWrite;
ac->ev.cleanup = redisCleanup;//清理函数必不可少
ac->ev.data = re;
return REDIS_OK;
}
int main() {
// 1. 创建 event loop
reactor_t *r = reactor_create();
// 2. 连接 Redis 异步客户端
redisAsyncContext *ac = redisAsyncConnect("127.0.0.1", 6379);
if (ac->err) {
printf("Redis error: %s\n", ac->errstr);
return -1;
}
// 3. 接入自己的 reactor
if (redisAttach(r, ac) != REDIS_OK) {
printf("Failed to attach redis context to reactor\n");
return -1;
}
// 4. 设置连接成功/断开回调（可选）
redisAsyncSetConnectCallback(ac, connectCallback);
redisAsyncSetDisconnectCallback(ac, disconnectCallback);
// 5. 发送异步命令
redisAsyncCommand(ac, commandCallback, NULL, "SET foo bar");
// 6. 启动事件循环
reactor_run(r);
return 0;
}
-----------------------------------------
【1】redisAttach(reactor_t *r, redisAsyncContext *ac)
+ 1.创建一个redis_event_t对象（包含 event_t 和 Redis 上下文）；
+ 2.设置该对象的addRead、delRead、addWrite、delWrite、cleanup函数；
+ 3.将这些函数注册进redisAsyncContext的 ev成员；
【2】ac->ev.addRead = redisAddRead;
ac->ev.addRead = redisAddWrite;
这两个去调用redisReadHandler/redisWriteHandler，去使用hiredis提供的读写处理
【3】redisEventUpdate
这是事件变化的调度器，核心逻辑是根据 mask 来：
+ 新增事件：调用 add_event()
+ 删除事件：调用 del_event()
+ 修改事件：调用 enable_event() 切换读写状态异步连接具体实现 reactor.h
- 事件对象的封装：struct event_s
创建事件对象： new_event( )
事件操作函数：add_event| del_event| enable_event来适配实现4个api
异步和同步连接redis性能测试【01:35:00】
异步连接性能高，适合业务开发，不会阻塞业务逻辑线程，抛给数据库进行检测，执行回调函数。
redis-test-async.c
redis-test-sync.c