redis的lua脚本快速入门

Posted 2021-04-10 天空奇点

本文主要阐述四个方面：

• 使用redis的lua脚本可以保证多个命令的原子性

• 介绍redis 基本命令及缓存机制

• 在redisTemplate中如何使用lua脚本

• 介绍lua的序列化和反序列化

01 原子性

    redis使用单个lua解释器去运行所有的脚本，并且保证脚步执行会以原子性的执行。

    每个脚本都有一个最大执行时间限制，默认值是5s。最大执行时间的长短由配置文件redis.conf的lua-time-limit选项来控制，或直接使用config get和config set命令来修改。

当一个脚本执行达到最大执行时间，redis不会主动结束它，它会进行下面几个步骤：

①redis记录一个脚本正在超时运行

②redis开始重新接受其它客户端请求，但只接受执行script kill命令和shutdown nosave两个命令，若客户端执行其它命令，redis会返回busy错误。

③如果脚本只执行过读操作，使用script kill命令可以立即停止此脚本；如果脚本执行过写操作，只允许shutdown save/nosave命令，通过停止服务器来阻止当前数据写入磁盘。（此时服务器关闭，数据不会被保存）

02  redis 执行lua语法格式

    从redis 2.6之后，redis内置Lua脚本解释器，并提供eval命令来执行Lua脚本求值

2.1 格式

eval script numkeys keys args // 参数说明 // eval: redis提供执行lua脚本的命令 // script：lua脚本 // numkeys：指定键名参数集(keys)的个数 // keys：键名参数集，通过全局变量KEYS数组表示，下标从1开始。// args：键值参数集，通过全局变量ARGV数组表示，下标从1开始

2.2 示例

    EVAL命令的语义要求字面量不要直接写在lua脚本中，推荐使用变量来定义lua脚本，并将字面量放在键名参数集keys和键值参数集args中，通过全局变量KEYS和ARGV来获取，这样做的好处是可缓存！在lua脚本中，可以使用两个函数来执行redis命令，分别是：redis.call()和redis.pcall()，示例如下:

eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGA[1])" 1 name sym

03 类型转换

    在lua脚本中执行call()或pcall()的redis命令，命令的返回值会被转换成Lua的数据结构。

    Lua脚本内置的redis解释器，当lua返回值也会被转换成redis的数据结构，由eval命令将结果返回给客户端。

3.1 redis转换成Lua

redis类型	lua类型	描述
redis_integer	lua_number	redis整数转为lua数字
redis_bulk	lua_string	redis bulk回复转为lua字符串
redis multi bulk	lua_table	redis 多条bulk回复转为Lua 表
redis status	lua_table	redis状态回复转为lua表，表内ok域包含状态信息
redis error	lua_table	redis错误回复转为lua表，表内的err域包含错误信息
redis nil、redis multi nil	lua_boolean_false	redis的nil回复和nil多条回复转为lua的布尔值false

3.2 Lua转换成Redis

Lua类型	redis类型	描述
lua_number	redis_integer	lua数字转为redis整数
lua_string	redis_bulk	lua字符串转为redis bulk回复
lua_array lua_table	redis_mulit bulk	lua表（数组）转为redis多条bulk回复
lua_table_ok	redis stauts	一个带单个ok域的lua表，转为redis状态回复
lua_table_err	redis error	一个带单个err域的lua表，转为redis错误回复
lua_boolean_err	redis nil	lua布尔值false转为redis的nil回复

04 脚本命令

4.1 命令

    redis提供几个script脚本命令，用于对脚本子系统进行控制

script flush:清除所有的脚本缓存 script load:将脚本装入脚本缓存，不立即运行并返回校验和 script exists:根据脚本的校验和，判断脚本是否存在脚本缓存中 script kill:杀死当前正在运行的的脚本(防止脚本运行缓存，占用内存)

4.2 缓存和evalsha

    redis有一个内部的脚本缓存机制，它不会每次都重新编译脚本，反倒是它会将所有运行过的脚本永久保存在脚本缓存中（因为redis发现脚本体积非常小，即使量很大，甚至经常修改，储存这些脚本的内存也是微不足道的）。

清空脚本缓存只有唯一一个方式，就是执行script flush命令。

    使用eval命令执行脚本时，每次都要发送脚本主体，如果脚本足够复杂，这会付出无谓的网络带宽。redis基于对lua的缓存，它实现了evalsha命令。

    evalsha命令和eval命令效果一样，都是解释lua脚本执行，但是evalsha命令的第一个参数不是脚本主体，而是脚本的SHAI校验和，这个校验和可以通过script load命令得到。evalsha命令执行过程分两步：

①如果redis服务器保存了给定SHA1校验和所指定的脚本，就会执行该脚本

②如果redis服务器没保存给定SHA1校验和所指定的脚本，它就会返回一个特殊错误，告知客户端使用eval命令去执行

4.3 全局变量保护

redis的lua脚本不允许创建全局变量，如果脚本需要在多次执行之间维持某种状态，可以借助外部redis key来保存状态，每次脚本执行前，获取redis相对应的key赋值给局部变量。在lua脚本中创建或访问一个全局变量，都会引起脚本停止，eval命令会返回一个错误

redis的全局变量保护并不是百分百成功，有时候会在脚本中混入lua全局状态，可能会引发AOF持久化和主从复制都无法得到保证。redis建议不要在脚本中使用全局变量，可以使用local关键字定义脚本中的变量！

05 redisTemplate执行脚本

5.1应用程序加载脚本

前提条件是需要引入spring-data-redis的jar

DefaultRedisScript脚本注入并设置设置参数

// 这种方式可以java bean注入的方式进行 @Bean public RedisScript<List> defaultRedisScript() {  DefaultRedisScript<List> defaultRedisScript = new DefaultRedisScript<>();  // 第一种方式  ResourceScriptSource scriptSource = new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("lua/test.lua"));  defaultRedisScript.setScriptSource(scriptSource);  // 第二种方式  // ClassPathResource resource = new ClassPathResource("lua/test.lua");  // defaultRedisScript.setLocation(resource);  // 第三种方式  // String luaScript = "";  // defaultRedisScript.setScriptText(luaScript);  // 注意从源码中可以得知：result type只能是 Long, Boolean, List,  // or deserialized value type其中的一种  defaultRedisScript.setResultType(List.class);  return defaultRedisScript; }

5.2 lua/test.lua脚本文件

-- 注意：这里是从1开始 local uvKey = KEYS[1]; local pvKey = KEYS[2]; -- 这里是一些参数 local count = ARGV[1]; local result = {}; local uvValue = redis.call('GETSET', uvKey, count); local pvValue = redis.call('GETSET', pvKey, count); table.insert(result,uvValue); table.insert(result,pvValue); retutn result;

5.3 执行脚本文件

@Autowired private RedisTemplate<String, String> redisTemplate; @Autowired private RedisScript<List> redisScript;
publica void statVisitor(){  List result= redisTemplate.execute(redisScript, Arrays.asList("uv", "pv"),String.valueOf(4));  }

06 lua的序列化和反序列化

6.1 序列化的格式

序列化之前 local text = {A=2, B={3, c="cValue", {x='xValue', y=1.5}}} 序列化之后 {['A']=2,['B']={3,{['y']=1.5,['x']='xValue'},['c']='strBb'}}

6.2 代码实现

反序列化(String反序列化成table)

local function unserialize(luaString)  local t = type(luaString)  if t == "nil" or luaString == "" then  return nil    elseif t == "number" or t == "string" or t == "boolean" then            luaString = tostring(luaString)       else            error("can not unserialize a " .. t .. " type.")       end       luaString = "return " .. luaString       local func = loadstring(luaString)       if func == nil then           return nil        end       return func()  end

序列化(Table序列化成String)

local function serialize(objTable)  local luaString = ""  local t = type(objTable)  if t == "number" then  luaString = luaString .. objTable   elseif t == "boolean" then           luaString = luaString .. tostring(objTable)      elseif t == "string" then           luaString = luaString .. string.format("%q", objTable)      elseif t == "table" then           luaString = luaString .. "{\n"           for k, v in pairs(obj) do               luaString = luaString .. "[" .. serialize(k) .. "]=" .. serialize(v) .. ",\n"            end            local metatable = getmetatable(obj)            if metatable ~= nil and type(metatable.__index) == "table" then                 for k, v in pairs(metatable.__index) do                     luaString = luaString .. "[" .. serialize(k) .. "]=" .. serialize(v) .. ",\n"                  end             end             luaString = luaString .. "}"       elseif t == "nil" then            return nil       else            error("can not serialize a " .. t .. " type.")       end       return luaString end

由于个人技术有限，如果有理解不到位或错误的地方，请点击“看一看”，同时留下评论，我会根据你们的建议进行修改。

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封面图片来源：互联网

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