面试题：Redis事务在分布式系统中如何初步保证数据一致性

Question

请阐述Redis事务的基本特性，以及在分布式系统场景下，这些特性是如何对数据一致性起到一定保证作用的？例如，MULTI、EXEC、DISCARD等命令在一致性保证方面扮演什么角色？

Answer 1

Redis事务基本特性

1. 单独的隔离操作：Redis事务中的所有命令会被序列化、按顺序执行。事务在执行过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
2. 原子性：Redis事务的原子性指的是，事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。但是有一点需要注意，Redis的原子性是针对事务整体而言，如果事务中有部分命令执行失败（例如类型错误），其他命令仍会继续执行，这与传统数据库严格的原子性有所不同。
3. 一致性：事务执行前后，数据的状态是一致的。如果事务成功执行，数据会从一个一致状态转换到另一个一致状态；如果事务执行失败，数据会保持事务开始前的状态。
4. 持久性：默认情况下，Redis事务不保证持久性。因为Redis数据通常是基于内存的，数据持久化策略如RDB和AOF决定了数据是否会真正持久化到磁盘。在AOF持久化模式下，开启always选项可以保证每次写操作都同步到磁盘，从而确保事务执行后的持久性。

在分布式系统场景下对数据一致性的保证

1. MULTI命令：MULTI命令用于标记事务块的开始。在分布式系统中，它的作用是收集客户端后续发送的命令，在这个阶段不会执行命令，而是将命令放入队列中。这有助于确保在事务执行前，所有需要执行的操作都被收集起来，避免在执行过程中因新命令的插入而破坏数据一致性。
2. EXEC命令：EXEC命令用于触发事务执行。在分布式系统中，一旦调用EXEC，Redis会按顺序执行队列中的所有命令。由于事务的单独隔离操作特性，这些命令的执行不会被其他客户端干扰，从而保证了事务中一系列操作作为一个整体来改变数据状态，维持数据一致性。如果在EXEC执行过程中出现错误（例如内存不足等系统错误），整个事务会失败，数据状态回滚到事务开始前，确保一致性。
3. DISCARD命令：DISCARD命令用于取消事务，清空事务队列。在分布式系统中，当客户端发现某些条件不满足，或者事务执行前出现错误时，可以使用DISCARD命令放弃事务。这可以避免执行可能导致数据不一致的操作，确保数据状态不被错误的事务改变。例如，在分布式锁场景下，如果获取锁失败，客户端可以使用DISCARD取消事务，防止后续依赖锁的操作执行而破坏数据一致性。