RedisAPI的原子性分析

在學習Redis的常用操作時，經常看到介紹說，Redis的set、get以及hset等等命令的執行都是原子性的，但是令自己百思不得其解的是，為什麼這些操作是原子性的？

原子性

原子性是數據庫的事務中的特性。在數據庫事務的情景下，原子性指的是：一個事務（transaction）中的所有操作，要麼全部完成，要麼全部不完成，不會結束在中間某個環節。【維基百科】

對於Redis而言，命令的原子性指的是：一個操作的不可以再分，操作要麼執行，要麼不執行。

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。

由於對操作系統相關的知識不是很熟悉，從上面這句話並不能真正理解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別。

進程與線程

進程

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

線程

操作系統能夠進行運算調度的最小單元。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，一個進程中可以併發多個線程，每條線程並行執行不同的任務。【維基百科】。比如，mysql運行時，mysql啟動後，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、共享內存、遠程過程調用、管道。線程間通信：直接讀寫進程數據段（需要進程同步和互斥手段的輔助，以保證數據的一致性）。
• 調度和切換：線程上下文切換比進程上下文切換要快得多。

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

Redis在併發中的表現

Redis的API是原子性的操作，那麼多個命令在併發中也是原子性的嗎？

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);
    }

用兩個終端執行上面的程序，發現val的結果是小於2000的值，那麼可以知道，在程序中執行多個Redis命令並非是原子性的，這也和普通數據庫的表現是一樣的。

如果想在上面的程序中實現原子性，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。

總結

綜上所述，對Redis來說，執行get、set以及eval等API，都是一個一個的任務，這些任務都會由Redis的線程去負責執行，任務要麼執行成功，要麼執行失敗，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。

原創文章，文筆有限，才疏學淺，文中若有不正之處，萬望告知。

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