Redis之Lua脚本介绍_redis 什么是lua脚本

Lua是一种轻量级脚本语言，它是用 C 语言编写的，跟数据的存储过程有点类似。

使用 Lua 脚本来执行 Redis 命令的好处

1、一次发送多个命令，减少网络开销。
2、Redis 会将整个脚本作为一个整体执行，不会被其他请求打断，保持原子性。
3、对于复杂的组合命令，我们可以放在文件中，可以实现程序之间的命令集复用。

在Redis 中调用Lua 脚本

使用 eval 方法，语法格式：

redis> eval lua-script key-num [key1 key2 key3 ....] [value1 value2 value3 ....]

• eval 代表执行 Lua 语言的命令。
• lua-script 代表 Lua 语言脚本内容。
• key-num 表示参数中有多少个 key，需要注意的是 Redis 中 key 是从 1 开始的，如果没有 key 的参数，那么写 0。
• [key1 key2 key3…]是 key 作为参数传递给 Lua 语言，也可以不填，但是需要和 key-num 的个数对应起来。
• [value1 value2 value3 ….]这些参数传递给 Lua 语言，它们是可填可不填的。

示例，返回一个字符串，0 个参数：
redis> eval "return 'Hello World'" 0

在Lua 脚本中调用 Redis 

使用 redis.call(command, key [param1, param2…])进行操作。语法格式：

redis> eval "redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 lua-key lua-value

• command 是命令，包括 set、get、del 等
• key 是被操作的键
• param1,param2…代表给 key 的参数

注意：跟 Java 不一样，定义只有形参，调用只有实参。Lua 是在调用时用 key 表示形参，argv 表示参数值（实参）。

 

设置键值对

在 Redis 中调用 Lua 脚本执行 Redis 命令

redis> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 vincent 9527
redis> get vincent
 
这个命令等价于 set vincent 9527

在 redis-cli 中直接写 Lua 脚本不够方便，也不能实现编辑和复用，通常我们会把脚本放在文件里面，然后执行这个文件

 

在 Redis 中调用Lua 脚本文件中的命令 ， 操作Redis

创建 Lua 脚本文件：

cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src
vim vincent.lua

Lua 脚本内容，先设置，再取值：

redis.call('set','vincent','lua666')
return redis.call('get','vincent')

在 Redis 客户端中调用 Lua 脚本

cd /usr/local/soft/redis5.0.5/src
redis-cli --eval vincent.lua 0

得到返回值：

[root@localhost src]# redis-cli --eval vincent.lua 0
"lua666"

案例 ：对IP进行限流

需求：在 X 秒内只能访问 Y 次。
设计思路：用 key 记录 IP，用 value 记录访问次数。

分析：拿到 IP 以后，对 IP+1。如果是第一次访问，对 key 设置过期时间（参数 1）。否则判断次数，超过限定的次数（参数 2），返回 0。如果没有超过次数则返回 1。超过时间，key 过期之后，可以再次访问。

KEY[1]是 IP， ARGV[1]是过期时间 X，ARGV[2]是限制访问的次数 Y。

-- ip_limit.lua
-- IP 限流，对某个 IP 频率进行限制 ，6 秒钟访问 10 次
local num=redis.call('incr',KEYS[1])
if tonumber(num)==1 then
        redis.call('expire',KEYS[1],ARGV[1])
        return 1
    elseif tonumber(num)>tonumber(ARGV[2]) then
        return 0
    else
        return 1
end

10 秒钟内限制访问 20 次，调用测试（连续调用 20 次）：

./redis-cli --eval "ip_limit.lua" app:ip:limit:192.168.2.101 , 10 20

app:ip:limit:192.168.2.101 是 key 值 ，后面是参数值，中间要加上一个空格和一个逗号，再加上一个 空格 
即：./redis-cli –eval [lua 脚本] [key…]空格,空格[args…]
多个参数之间用一个 空格 分割 

Lua脚本为什么要缓存

在脚本比较长的情况下，如果每次调用脚本都需要把整个脚本传给 Redis 服务端，会产生比较大的网络开销。为了解决这个问题，Redis 提供了 EVALSHA 命令，允许开发者通过脚本内容的 SHA1 摘要来执行脚本

 

如何缓存Lua脚本

Redis 在执行 script load 命令时会计算脚本的 SHA1 摘要并记录在脚本缓存中，执行 EVALSHA 命令时 Redis 会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容，如果找到了则执行脚本，否则会返回错误："NOSCRIPT No matching script. Please use
EVAL."

127.0.0.1:6379> script load "return 'Hello World'"
"470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b"
127.0.0.1:6379> evalsha "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0
"Hello World"

案例：自动相乘

Redis 有 incrby 这样的自增命令，但是没有自乘，比如乘以 3，乘以 5。
我们可以写一个自乘的运算，让它乘以后面的参数：

local curVal = redis.call("get", KEYS[1])
if curVal == false then
    curVal = 0
else
    curVal = tonumber(curVal)
end
curVal = curVal * tonumber(ARGV[1])
redis.call("set", KEYS[1], curVal)
return curVal

把这个脚本变成单行，语句之间使用分号隔开

local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber(curVal) end; curVal
= curVal * tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal

script load '命令'：

127.0.0.1:6379> script load 'local curVal = redis.call("get", KEYS[1]); if curVal == false then curVal = 0 else curVal =
tonumber(curVal) end; curVal = curVal * tonumber(ARGV[1]); redis.call("set", KEYS[1], curVal); return curVal'
 
"be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441"

调用：

127.0.0.1:6379> set num 2
OK
127.0.0.1:6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6
(integer) 12

Lua脚本超时

Redis 的指令执行本身是单线程的，这个线程还要执行客户端的 Lua 脚本，如果 Lua脚本执行超时或者陷入了死循环，是不是没有办法为客户端提供服务了呢？

例如：
eval 'while(true) do end' 0

为了防止某个脚本执行时间过长导致 Redis 无法提供服务，Redis 提供了lua-time-limit 参数限制脚本的最长运行时间，默认为 5 秒钟。

lua-time-limit 5000（redis.conf 配置文件中）

当脚本运行时间超过这一限制后，Redis 将开始接受其他命令但不会执行（以确保脚本的原子性，因为此时脚本并没有被终止），而是会返回“BUSY”错误。

Redis 提供了一个 script kill 的命令来中止脚本的执行。新开一个客户端：

script kill

如果当前执行的 Lua 脚本对 Redis 的数据进行了修改（SET、DEL 等），那么通过script kill 命令是不能终止脚本运行的

127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','vincent','666') while true do end" 0

因为要保证脚本运行的原子性，如果脚本执行了一部分终止，那就违背了脚本原子性的要求。最终要保证脚本要么都执行，要么都不执行

127.0.0.1:6379> script kill
(error) UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset. You can either wait the script
termination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command.

遇到这种情况，只能通过 shutdown nosave 命令来强行终止 redis。

shutdown nosave 和 shutdown 的区别在于 shutdown nosave 不会进行持久化操作，意味着发生在上一次快照后的数据库修改都会丢失