RedisAPI原子性操作及原理解析
在學習Redis的常用操作時,經(jīng)常看到介紹說,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?!揪S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。【維基百科】。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。
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