快速入門Redis呼叫Lua腳本及使用場景介紹-有解無憂

Redis 是一種非常流行的記憶體資料庫，常用于資料快取與高頻資料存盤，大多數開發人員可能聽說過redis可以運行 Lua 腳本，但是可能不知道redis在什么情況下需要使用到Lua腳本，

一、閱讀本文前置條件

可以遵循這個鏈接中的方法在作業系統上安裝 Redis
如果你對redis命令不熟悉，查看《Redis 命令參考》

二、為什么需要Lua腳本

簡而言之：Lua腳本帶來性能的提升，

很多應用的服務任務包含多步redis操作以及使用多個redis命令，這時你可以使用Redis結合Lua腳本，會為你的應用帶來更好的性能，
另外包含在一個Lua腳本里面的redis命令具備原子性，當你面對高并發場景下的redis資料庫操作時，可以有效避免多執行緒操作產生臟資料，

三、學點Lua語法

說了那么多，Lua不會怎么辦？不要慌！Lua其實很簡單，如果你曾經學習過任何一門編程語言，學習Lua都非常簡單，下面給大家舉幾個例子學習一下：

3.1.一個簡單的例子

Lua腳本通過各種語言的redis客戶端都可以呼叫，我們就簡單一點使用redis-cli
看下面的redis命令列：

eval "redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])" 1 key:name value

EVAL命令列后面跟著的是Lua腳本:"redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])",放到編程語言里面就是一段字串，跟在Lua腳本字串后面的三個引數依次是：

redis Lua腳本所需要的KEYS的數量，只有一個KEYS[1]，所以緊跟腳本之后的引數值是1
Lua 腳本需要的引數KEYS[1]的引數值，在我們的例子中值為key:name
Lua 腳本需要的引數ARGV[1]的引數值，在我們的例子中值為value

Lua腳本中包括兩組引數：KEYS[]和ARGV[]，兩個陣列下標從1開始，一個值得去遵守的最佳實踐是：把redis操作所需的key通過KEYS進行引數傳遞，其他的Lua腳本所需的引數通過ARGV進行傳遞，

上面的腳本執行完成之后，我們使用下面的Lua腳本來進行驗證，如果該腳本的回傳值是”value”，與我們之前設定的key:name的值相同，則表示我們的Lua腳本被正確執行了，

eval "return redis.call('get', KEYS[1])" 1 key:name

3.2.仔細看下Lua腳本里的內容

我們的第一個Lua腳本只包含一條陳述句，呼叫redis.call

redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])

所以在Lua腳本里面可以通過redis.call執行redis命令，call方法的第一個引數就是redis命令的名稱，因為我們呼叫的是redis 的set命令，所以需要傳遞key和value兩個引數，

我們第二個腳本不只是執行了一個腳本，因為執行get命令還回傳了執行結果，注意腳本中有一個return 關鍵字，

eval "return redis.call('get', KEYS[1])" 1 key:name

當然如果只是上面的這么簡單的Lua腳本，還不如直接使用命令列更方便，我們實際使用到的Lua腳本會比上面的復雜，上面的Lua腳本只是一個Hello World，

3.3. 復雜點的例子

我曾使用Lua腳本從一個hash map里面按照一定的順序獲取若干key對應的值，對應的順序在一個zset排序集合中進行保存，資料設定及排序可以通過下面的完成，

# 設定hkeys為鍵Hash值
hmset hkeys key:1 value:1 key:2 value:2 key:3 value:3 key:4 value:4 key:5 value:5 key:6 value:6
# 建一個order為鍵的集合，并給出順序
zadd order 1 key:3 2 key:1 3 key:2

如果不知道hmset和zadd命令的作用，可以參考hmset 和 zadd

執行下面的Lua腳本

eval "local order = redis.call('zrange', KEYS[1], 0, -1); return redis.call('hmget',KEYS[2],unpack(order));" 2 order hkeys

你將看到如下的輸出結果

“value:3”
“value:1”
“value:2”

通過zrange取出order集合里面的資料，即：[ key:3 , key:1 , key:2]
然后通過unpack函式將[ key:3 , key:1 ,key:2] 轉成 key:3 key:1 key:2
最后執行 hmget hkeys key:3 key:1 key:2，所以得到上面的輸出結果

四、Lua腳本預加載

Redis可以對Lua腳本進行預加載，可以通過script load命令把Lua腳本預加載到redis里面，

script load "return redis.call('get', KEYS[1])"

預加載完成之后，你會看到下面的一段輸出

“4e6d8fc8bb01276962cce5371fa795a7763657ae”

這是一個具有唯一性的hash字串，這個hash就代表著我們剛剛預加載的Lua腳本，我們可以通過EVALSHA命令執行該腳本，如：

evalsha 4e6d8fc8bb01276962cce5371fa795a7763657ae 1 key:name

執行的結果與下面的是一致的，

eval "return redis.call('get', KEYS[1])" 1 key:name

五、一個修改 JSON資料的例子?

有些開發人員有的時候可能會將JSON資料保存在Redis里面，我們先不說這樣做是不是一種好的方式，我們只來談一下如何通過Lua腳本修改JSON資料，

正常情況下，你需要修改一個JSON Object，你需要把它從redis里面查詢回來，決議它，修改key值，然后再將它序列化保存到redis里面，這樣做有幾個問題：

高并發場景下無法保證原子性，另一個執行緒可以在當前執行緒獲取和設定Object操作之間更改這個JSON資料，在這種情況下，將丟失更新，
性能問題，如果您經常進行這樣的更改并且JSON資料相當大，這可能會成為應用的性能瓶頸，因為你經常性的進行取資料，存資料，

通過在 Lua 中實作上面邏輯，因為redis的Lua腳本是在服務端執行的，一方面可以保證操作的原子性，解決高并發丟失更新的問題，另一方面節省網路傳輸同時提升性能，

下面我們向redis里面保存一個測驗JSON 字串：obj

set obj '{"a":"foo","b":"bar"}'

現在，讓我們運行我們的腳本：

EVAL 'local obj = redis.call("get",KEYS[1]); local obj2 = string.gsub(obj,"(" .. ARGV[1] .. "\":)([^,}]+)", "%1" .. ARGV[2]);  return redis.call("set",KEYS[1],obj2);' 1 obj b bar2

local obj = redis.call("get",KEYS[1]); 其中KEYS[1]=obj，所以回傳值obj= '{"a":"foo","b":"bar"}'
local obj2 = string.gsub(obj,"(" .. ARGV[1] .. "\":)([^,}]+)", "%1" .. ARGV[2]);， ..是Lua腳本的字串連接符號；我們使用 RegEx 模式來匹配密鑰并替換其值，如果對運算式不熟悉，自行補課；"%1"表示第一個被匹配的子串，"%1" .. ARGV[2] 等于 "b":"bar2",并使用gsub進行替換，
最后將結果回傳，obj的JSON物件的結果如下：

{"a":"foo","b":"bar2"}

六、總結

我建議只有在你能證明它能帶來更好的性能時才使用Lua腳本，如果你只是想要保證redis操作原子性，那么可以使用transactions事務，不一定非要使用Lua腳本，

此外redis Lua腳本不應太長，因為當腳本運行時相當于為被操作物件加鎖，其他操作都在等待它完成，如果Lua腳本需要相當長的時間執行，則可能會導致瓶頸而不是提高性能，Lua腳本在達到超時后停止（默認情況下為 5 秒），

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