前言
在分布式系统中，往往会遇到需要通过多个操作来完成一个业务逻辑的情况。例如，转账操作需要对两个账户的余额进行修改，修改分别在不同的数据库节点上进行。这时，需要保证这些操作的一致性，即要么都执行成功，要么都不执行。这就是分布式事务的概念。
Redis 是一种内存数据存储系统，它提供了一些原子性操作，如 SET、GET、INCR 等。这些操作都是一些简单的命令，但是能够通过它们来实现分布式事务。本文将深入探究 Redis 分布式事务的实现方式。
分布式事务
分布式事务是由多个操作组成的事务，这些操作位于不同的数据库节点上。分布式事务需要保证多个操作的一致性。
在单数据库中，事务一般使用 ACID（原子性、一致性、隔离性和持久性）特性来保证一致性。然而，ACID 特性对于分布式系统来说，不能直接使用。因为在分布式系统中，事务的提交过程需要跨越多个节点。如果在某个节点上失败，就需要回滚所有节点上的操作。这个过程会增加网络通信和开销。
在分布式系统中，一般采用 BASE（基本可用、软状态和最终一致性）模型来为事务提供基本的一致性特性。其中最终一致性是指操作结果最终会达到一致的状态。
Redis 分布式事务实现方式
Redis 采用 Multi/Exec/Discard/Watch 四个命令来支持分布式事务。
1. Multi/Exec
Multi 命令用于开启一个事务，它会将后续所有的命令都加入到事务队列中，但并不会立即执行。在事务开启后，Redis 会返回一个标识该事务的唯一 ID。Exec 命令用于提交事务，它会执行事务队列中的所有命令。
示例代码：
-- -------------------- ---- ------- - ----- -- - --- --- --- ------ - --- ----- ----- ------ - ---- -- -- -- --
在上述示例代码中，首先开启了一个新事务，使用 SET 命令向 foo 和 hello 两个键设置了相应的值。在事务还未提交的情况下，Redis 不会立即执行这两条命令。最后执行 EXEC 命令提交了事务，Redis 执行了事务队列中的所有命令。
2. Discard
Discard 命令用于取消事务，并清空事务队列。
示例代码：
> MULTI OK > SET foo bar QUEUED > DISCARD OK
在上述示例代码中，首先开启了一个新事务，并向 foo 键设置了相应的值。然后使用 DISCARD 命令取消了事务，Redis 清空了事务队列。由于事务未提交，因此并未修改 foo 的值。
3. Watch
Watch 命令用于监视一个或多个键的变化，当被监视的键被其他客户端修改时，当前事务会被中断。Watch 命令通常和 Multi/Exec 配合使用，可以避免多个客户端同时修改同一个键。
示例代码：
首先在一个终端中执行以下代码：
> SET counter 1 OK
然后在另一个终端中执行以下代码：
> MULTI OK > WATCH counter OK > INCR counter QUEUED > EXEC (nil)
在上述示例代码中，首先在第一个终端中向 counter 键设置了初始值。然后在第二个终端中开启了一个新事务，并使用 WATCH 命令监视了 counter 键。接着使用 INCR 命令对 counter 键进行加一操作，在事务还未提交的情况下，由于 counter 键被监视了，因此事务被中断了。最后，执行 EXEC 命令时，Redis 返回了 nil。
总结
Redis 分布式事务采用 Multi/Exec/Discard/Watch 四个命令来支持。通过这些命令，可以实现一组原子性操作的并发执行或回滚。Watch 命令可以保证分布式事务的一致性。
参考资源
- Redis 官方文档：https://redis.io/topics/transactions
- ACID 和 BASE：https://blog.csdn.net/shrimpcolo/article/details/86581344
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