Redis 是一種非常流行的內存數據庫，常用於數據緩存與高頻數據存儲。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操作系統上安裝 Redis
- 如果你對redis命令不熟悉，查看《Redis 命令引用》
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，當你面對高並發場景下的redis數據庫操作時，可以有效避免多線程操作產生臟數據。
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客戶端都可以調用，我們就簡單一點使用redis-cli
看下面的redis命令行：
eval "redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])" 1 key:name value
EVAL命令行后面跟着的是Lua腳本:"redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])",放到編程語言里面就是一段字符串，跟在Lua腳本字符串后面的三個參數依次是：
- 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參數值是1
- Lua 腳本需要的參數KEYS[1]的參數值，在我們的例子中值為key:name
- Lua 腳本需要的參數ARGV[1]的參數值，在我們的例子中值為value
Lua腳本中包括兩組參數：KEYS[]和ARGV[]，兩個數組下標從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進行參數傳遞，其他的Lua腳本所需的參數通過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，如果該腳本的返回值是”value”，與我們之前設置的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腳本只包含一條語句，調用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方法的第一個參數就是redis命令的名稱，因為我們調用的是redis 的set命令，所以需要傳遞key和value兩個參數。
我們第二個腳本不只是執行了一個腳本，因為執行get命令還返回了執行結果。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行更方便。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，數據設置及排序可以通過下面的完成。
# 設置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，並給出順序
zadd order 1 key:3 2 key:1 3 key:2
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集合里面的數據，即：[ key:3 , key:1 , key:2]
- 然后通過unpack函數將[ 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字符串，這個hash就代表着我們剛剛預加載的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數據的例子?
有些開發人員有的時候可能會將JSON數據保存在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數據。
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，解析它，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：
- 高並發場景下無法保證原子性，另一個線程可以在當前線程獲取和設置Object操作之間更改這個JSON數據。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並且JSON數據相當大，這可能會成為應用的性能瓶頸。因為你經常性的進行取數據，存數據。
通過在 Lua 中實現上面邏輯，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，解決高並發丟失更新的問題，另一方面節省網絡傳輸同時提升性能。
下面我們向redis里面保存一個測試JSON 字符串：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，所以返回值obj= '{"a":"foo","b":"bar"}' -
local obj2 = string.gsub(obj,"(" .. ARGV[1] .. "\":)([^,}]+)", "%1" .. ARGV[2]);，..是Lua腳本的字符串連接符號；我們使用 RegEx 模式來匹配密鑰並替換其值，如果對表達式不熟悉，自行補課；"%1"表示第一個被匹配的子串，"%1" .. ARGV[2] 等於 "b":"bar2",並使用gsub進行替換。 -
最后將結果返回，
obj的JSON對象的結果如下：
{"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於為被操作對象加鎖，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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