RedisAPI原子性操作及原理解析

在學習Redis的常用操作時，經(jīng)?？吹浇榻B說，Redis的set、get以及hset等等命令的執(zhí)行都是原子性的，但是令自己百思不得其解的是，為什么這些操作是原子性的？

原子性

原子性是數(shù)據(jù)庫的事務中的特性。在數(shù)據(jù)庫事務的情景下，原子性指的是：一個事務（transaction）中的所有操作，要么全部完成，要么全部不完成，不會結(jié)束在中間某個環(huán)節(jié)?！揪S基百科】

對于Redis而言，命令的原子性指的是：一個操作的不可以再分，操作要么執(zhí)行，要么不執(zhí)行。

Redis操作原子性的原因

Redis的操作之所以是原子性的，是因為Redis是單線程的。

由于對操作系統(tǒng)相關(guān)的知識不是很熟悉，從上面這句話并不能真正理解Redis操作是原子性的原因，進一步查閱進程與線程的概念及其區(qū)別。

進程與線程

進程

計算機中已執(zhí)行程序的實體。【維基百科】。比如，一個啟動了的php-fpm，就是一個進程。

線程

操作系統(tǒng)能夠進行運算調(diào)度的最小單元。它被包含在進程之中，是進程的實際運作單位。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流，一個進程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務?！揪S基百科】。比如，mysql運行時，mysql啟動后，該mysql服務就是一個進程，而mysql的連接、查詢的操作，就是線程。

進程與線程的區(qū)別

• 資源（如打開文件）：進程間的資源相互獨立，同一進程的各線程間共享資源。某進程的線程在其他進程不可見。
• 通信：進程間通信：消息傳遞、同步、共享內(nèi)存、遠程過程調(diào)用、管道。線程間通信：直接讀寫進程數(shù)據(jù)段（需要進程同步和互斥手段的輔助，以保證數(shù)據(jù)的一致性）。
• 調(diào)度和切換：線程上下文切換比進程上下文切換要快得多。

線程，是操作系統(tǒng)最小的執(zhí)行單元，在單線程程序中，任務一個一個地做，必須做完一個任務后，才會去做另一個任務。

Redis在并發(fā)中的表現(xiàn)

Redis的API是原子性的操作，那么多個命令在并發(fā)中也是原子性的嗎？

看看下面這段代碼：

  $redis = new Redis();
  $redis->connect('127.0.0.1', 6379);
  for($i = 0; $i  1000; $i++) {
      $num = (int) $redis->get('val');
      $num++;
      $redis->set('val', $num);
      usleep(10000);
  }

用兩個終端執(zhí)行上面的程序，發(fā)現(xiàn)val的結(jié)果是小于2000的值，那么可以知道，在程序中執(zhí)行多個Redis命令并非是原子性的，這也和普通數(shù)據(jù)庫的表現(xiàn)是一樣的。

如果想在上面的程序中實現(xiàn)原子性，可以將get和set改成單命令操作，比如incr，或者使用Redis的事務，或者使用Redis+Lua的方式實現(xiàn)。

總結(jié)

綜上所述，對Redis來說，執(zhí)行g(shù)et、set以及eval等API，都是一個一個的任務，這些任務都會由Redis的線程去負責執(zhí)行，任務要么執(zhí)行成功，要么執(zhí)行失敗，這就是Redis的命令是原子性的原因。

Redis本身提供的所有API都是原子操作，Redis中的事務其實是要保證批量操作的原子性。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。