redis执行lua脚本的实现方法

目录

• 1. 语法格式
• 2.类型转换
• 3.lua脚本
• 3.1 script命令
• 3.2 脚本原子性
• 3.3 脚本缓存和EVALSHA
• 3.4 全局变量保护
• 3.5 日志记录

从redis 2.6.0版本开始，redis内置了Lua解释器，并提供了eval命令来解析Lua脚本求值。

1. 语法格式

语法: eval script numkeys keys args

参数: eval — redis提供解析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，起始下标为1

          args — 键值参数集，通过全局变量ARGV数组表示，起始下标为1

描述:  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()

例子：

## 第一个eval命令，设置一个key=name，value=sym的字符串
eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGA[1])" 1 name sym
## 第二个eval命令：获取key=name的字符串的值
eval "return redis.call('get',KEYS[1])" 1 name

错误处理：

上面说过，在lua脚本中可以使用call()和pcall()来执行redis脚本，这两个函数的效果是一模一样的，唯一区别就是它们对于错误处理的不同：

①redis.call()在执行命令中发生错误，脚本会停止执行，返回一个脚本错误，错误的输出信息会说明错误造成的原因：

②redis.pcall()执行命令出错时将捕获错误并返回表示错误的Lua表类型

2.类型转换

当 Lua 通过 call() 或 pcall() 函数执行 Redis 命令的时候，命令的返回值会被转换成 Lua 数据结构；同样地，当Lua脚本在 redis内置解释器里运行时，Lua的返回值也会被转换成Redis类型，然后由EVAL将值返回客户端。lua类型与redis类型之间存在一一转换的关系：

redis -> lua

lua -> redis

从lua转换到redis有一条额外的规则，这条规则没有与其相对应的redis转换为lua的规则：

lua_boolean_true -> redis_integer_1，lua布尔值true转为redis整数1

3.lua脚本

3.1 script命令

redis提供了以下几个script命令，用于对于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，不立即运行并返回其校验和

script exists：根据指定脚本校验和，检查脚本是否存在于缓存

script kill：杀死当前正在运行的脚本（防止脚本运行缓存，占用内存）

3.2 脚本原子性

redis使用单个lua解释器去运行所有脚本，并且保证脚本会以原子性的方式去执行，意味着当某个脚本在运行时，不会有其它脚本或者redis命令被执行！所以，如果当前脚本运行很慢，服务器可能会因为正忙而无法执行命令，如：

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）

3.3 脚本缓存和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

如下图所示：

3.4 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！

3.5 日志记录

在redis中使用脚本不会自动记录日志，需要我们在脚本使用redis.log()手动保存日志信息。脚本保存的日志，只有那些与redis实例所设置的日志等级相同或更高级才会被记录。语法：redis.log(loglevel,message)。其中，message表示要记录的日志信息，是一个字符串；loglevel表示redis日志等级，有4个取值：

   redis.LOG_DEBUG

   redis.LOG_VERBOSE

   redis.LOG_NOTICE

   redis.LOG_WARNING

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