面试题：Redis事务与关系型数据库事务的隔离性对比及Redis底层实现分析

Question

我们知道关系型数据库事务有不同的隔离级别，那Redis事务在隔离性方面是如何表现的？与关系型数据库事务隔离性有哪些异同？请从Redis底层数据结构和操作逻辑角度分析其事务隔离性的实现原理。

Answer 1

Redis事务隔离性表现

1. 单线程执行：Redis是单线程模型，一个客户端发送的事务指令会顺序执行，不会被其他客户端的指令打断。这意味着在事务执行期间，不会出现并发访问数据导致的数据不一致问题，类似于关系型数据库中的串行化隔离级别。例如，在一个事务中有多个操作，如MULTI开启事务，SET key1 value1，GET key1，EXEC执行事务，这些操作会依次执行，不会有其他客户端的操作穿插进来。
2. 不支持回滚：Redis事务在执行过程中，如果某个命令执行失败（比如语法错误），事务不会自动回滚，而是继续执行后续命令。这与关系型数据库中事务的原子性（要么全部成功，要么全部失败）有所不同。例如，一个事务中有SET key1 value1和INCR key1（假设key1不是数字类型，INCR命令会执行失败），但INCR命令失败后，后续命令依然会执行。

与关系型数据库事务隔离性异同

1. 相同点
   • 顺序执行：在关系型数据库的串行化隔离级别下，事务也是顺序执行，避免并发干扰，这一点和Redis事务类似。在串行化隔离级别中，事务一个接一个地执行，就像Redis单线程顺序执行事务中的指令一样。
2. 不同点
   • 隔离级别丰富度：关系型数据库有多种隔离级别，如读未提交、读已提交、可重复读、串行化等，可以根据业务需求灵活选择。而Redis事务由于单线程执行的特性，更接近串行化隔离级别，缺乏这种灵活性。
   • 回滚机制：关系型数据库通常支持事务回滚，当事务中的某个操作失败时，可以回滚到事务开始前的状态，保证数据的一致性。而Redis事务默认不支持回滚，只有在使用Lua脚本时，通过Lua脚本的原子性和错误处理机制可以实现类似回滚的效果。

Redis事务隔离性实现原理（从底层数据结构和操作逻辑角度）

1. 底层数据结构：Redis基于键值对的数据结构存储数据。在事务执行过程中，对于数据的修改操作（如SET、INCR等），实际上是对相应键值对的修改。由于单线程执行事务，不会同时有其他线程对相同键值对进行操作，从而保证了数据的一致性。例如，在事务中修改一个哈希表（HASH）类型的键值对，在事务执行完毕前，不会有其他操作干扰这个哈希表的修改。
2. 操作逻辑：Redis的事务操作通过MULTI、EXEC、DISCARD等命令实现。MULTI命令用于标记事务开始，此时客户端发送的命令不会立即执行，而是被放入一个队列中。EXEC命令用于执行队列中的所有命令，在执行EXEC时，Redis单线程依次执行队列中的命令。DISCARD命令用于取消事务，清空命令队列。这种操作逻辑保证了事务内命令的原子性执行，从而实现了类似于串行化隔离级别的事务隔离性。例如，在一个客户端执行MULTI后，发送多个命令，这些命令会被放入队列，直到执行EXEC，这些命令才会顺序执行，期间不会受到其他客户端操作的影响。