事务与Lua
为了保证多余命令组合的原子性，Redis提供了简单的事务功能以及集成Lua脚本来解
决这个问题。本节首先简单介绍Redis中事务的使用方法以及它的局限性，之后重点介
绍Lua语言的基本使用方法，以及如何将Redis和Lua进行集成，最后给出Redis管理
Lua脚本的相关命令。
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事务
熟悉关系型数据库的读者应该对事务比较了解，简单的说，事务表示一组动作，
要么全部执行，要么全部不执行。例如在社交网站上用户A关注了用户B，那么需
要在用户A的关注表中加入用户B，并且在用户B的粉丝表中添加用户A，这两个行
为要么全部执行，要么全部不执行，否则会出现数据不一致的情况。Redis提供了简单的事务功能，将一组需要一起执行的命令放到multi和exec两个
命令之间。multi命令代表事务开始，exec命令代表事务结束，它们之间的明年
了是原子顺序执行的，例如下面操作实现了上述用户关注问题。127.0.0.1:6379> multi OK 127.0.0.1:6379> sadd user:a:follow user:b QUEUEd 127.0.0.1:6379> sadd user:bfans user:a QUEUEd可以看到sadd命令此时的返回结果是QUEUED，代表命令并没有真正执行，而是暂
时保存在Redis中。如果此时另一个客户端执行sismember user:a:follow
user:b返回结果应该为0。127.0.0.1:6379> sismember user:a:follow user:b (integer) 0只有当exec执行后，用户A关注用户B的行为才算完成，如下所示返回的两个结果
对应sadd命令。127.0.0.1:6379> exec 1) (integer) 1 2) (integer) 1 127.0.0.1:6379> sismember user:a:follow user:b (integer) 1如果要停止事务的执行，可以使用discard命令代替exec命令即可。
127.0.0.1:6379> discard OK 127.0.0.1:6379> sismember user:a:follow user:b (integer) 0如果事务中的命令出现错误，Redis的处理机制也不尽相同。
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命令错误
例如下面操作错将set命令写成了sett，属于语法错误，会造成整个事务无
法执行，key和counter的值未发生变化：127.0.0.1:6379> mget key counter 1) "hello" 2) "100" 127.0.0.1:6379> multi OK 127.0.0.1:6379> sett key world (error) ERR unknown command 'sett' 127.0.0.1:6379> incr counter QUEUED 127.0.0.1:6379> exec (error) EXECABORT Transaction discarded because of previous errors. 127.0.0.1:6379> mget key counter 1) "hello" 2) "100" -
运行时错误
例如用户B在添加粉丝列表时，误把sadd命令写成了zadd命令，这种就是运
行时命令，因为语法是正确的：127.0.0.1:6379> multi OK 127.0.0.1:6379> sadd user:a:follow user:b QUEUED 127.0.0.1:6379> zadd user:b:fans user:a QUEUED 127.0.0.1:6379> exec 1) (integer) 1 2) (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value. 127.0.0.1:6379> sismember user:a:follow user:b (integer) 1可以看到Redis并不支持回滚功能，sadd user:a:follow user:b命令已经
执行成功，开发人员需要自己修复这类问题。有些应用场景需要在事务之前，确保事务中的key没有被其他客户端修改
过，才执行事务，否则不执行（类似乐观锁）。Redis提供了watch命令来解
决这类问题，下表展示了两个客户端执行命令的时序。时间点 客户端-1 客户端-2 T1 set key "java" T2 watch key T3 multi T4 append key python T5 append key jedis T6 exec T7 get key 可以看到“客户端-1”在执行multi之前执行了“watch”命令，“客户端-2”在
“客户端-1”执行exec之前修改了key值，造成事务没有执行（exec结果为
null），整个代码如下所示：#T1:客户端1 127.0.0.1:6379> set key "java" OK #T2:客户端1 127.0.0.1:6379> watch key OK #T3:客户端1 127.0.0.1:6379> multi OK #T4:客户端2 127.0.0.1:6379> append key python (integer) 11 #T5:客户端1 127.0.0.1:6379> append key jedis QUEUED #T6:客户端1 127.0.0.1:6379> exec (nil) #T7:客户端1 127.0.0.1:6379> get key "javapython"Redis提供了简单的事务，之所以说它简单，主要是因为它不支持事务中的
回滚特性，同时无法实现命令之间的逻辑关系计算，当然也体现了Redis的
“keep it simple”的特性。
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Lua用法简述
Lua语言是1993年由巴西一个大学研究小组发明，其设计目标是作为嵌入式程序
移植到其他应用程序，它是由C语言实现的，虽然简单小巧但是功能强大，所以许
多应用都选用它作为脚本语言，尤其是在游戏领域，例如大名鼎鼎的暴雪公司将
Lua语言引入到“魔兽世界”这款游戏中，Rovio公司将Lua语言作为“愤怒的小鸟”
这款火爆游戏的关卡升级引擎，Web服务器Nginx将Lua语言作为扩展，增强自身
功能。Redis将Lua作为脚本语言可以帮助开发者定制自己的Redis命令，在这之
前，必须修改源码。以下是对Lua语言的使用做一个基本的介绍。-
数据类型及其逻辑处理
Lua语言提供了如下几种数据类型：booleans（布尔）、numbers（数值）
、strings（字符串）、tables（表格），和许多高级语言相比，相对简
单。下面将结合例子对Lua的基本数据类型和逻辑处理进行说明。（1） 字符串
下面定义一个字符串类型的数据：
local strings val = "world"其中，local代表val是一个局部变量，如果没有local代表室全局变量。
print函数可以打印出变量的值，例如下面代码将打印world，其中“--”是
Lua语言的注释。-- 结果是“world” print(hello)（2） 数组
在Lua中，如果要使用类似数组的功能，可以用tabels类型，下面代码使用
定义了一个tables类型的变量myArray，但和大多数编程语言不同的是，
Lua的数据下标从1开始计算：local tables myArray = {"redis", "jedis", true, 88.0} --true print(myArray[3])如果想遍历这个数组，可以使用for和while，这些关键字和许多编程语言是
一致的。-
for
下面代码会计算1到100的和，关键字for以end作为结束符：
local int sum = 0 for i = 1, 100 do sum = sum + i end --输出结果为5050 print(sum)要遍历myArray，首先需要知道tables的长度，只需要在变量前加一个#号即可：
for i = 1, #myArrary do print(myArray[i]) end除此之外，Lua还提供了内置函数ipairs，使用for index， value
ipairs(tables)可以遍历出所有的索引下标和值：for index, value in ipairs(myArray) do print(index) print(index) end -
while
下面代码同样会计算1到100的和，只不过使用的是while循环，while
循环同样以end作为结束符。local int sum = 0 local int i = 0 while i <= 100 do sum = sum + i i = i + 1 end --输出结果为5050 print(sum) -
if else
要确定数组中是否包含了jedis，有则打印true，注意if以end结尾，
if后紧跟then：local tables myArray = {"redis", "jedis", true, 88.0} for i = 1, #myArray do if myArray[i] == "jedis" then print("true") break else --do nothing end end
（3） 哈希
如果要使用类似哈希的功能，同样可以使用tables类型，例如下面代码定义
了一个tables，每个元素包含了key和value，其中
strings1 .. strings2是将两个字符串进行连接：local tabels user_1 = {age = 28, name = "tome"} --user_1 age is 28 print("user_1 age is ".. user_1["age"])如果要遍历user_1,可以使用Lua的内置函数pairs：
for key,value in paris(user_1) do print(key .. value) end -
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函数定义
在Lua中，函数以funciton开头，以end结尾，funcName是函数名，中间部
分是函数体：function funcName() ... endcontact函数将两个字符串拼接：
function contact(str1, str2) return str1 .. str2 end --"hello world" print(contact("hello","world"))
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Redis与Lua
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在Redis中使用Lua
在Redis中执行Lua脚本有两种方法：eval和evalsha。
（1）eval
eval 脚本内容 key格式 key列表 参数列表下面例子使用了key列表和参数列表来为Lua脚本提供更多的灵活性：
127.0.0.1:6379> eval 'return "hello " .. KEYS[1] .. ARGV[1]' 1 redis world "hello redisworld"此时KEYS[1]="redis",ARGV[1]="world"，所以最终返回结果是"hello
redisworld".如果Lua脚本较长，还可以使用redis-cli-eval直接执行文件。
eval命令和--eval参数本质是一样的，客户端如果想执行Lua脚本，首先在
客户端编写好Lua脚本代码，然后把脚本作为字符串发送给服务端，服务端
会将执行结果返回给客户端，整个过程如下图：2019-04-07-14-11-21.png（2） evalsha
除了使用eval，Redis还提供了evalsha命令来执行Lua脚本。如下图所示，
首先要将Lua脚本加载到Redis服务端，得到改脚本的SHA1校验和，evalsha
命令使用SHA1作为参数可以直接执行对应Lua脚本，避免每次发送Lua脚本的
开销。这样客户端就不需要每次执行脚本内容，而脚本也会常驻在服务端，
脚本功能得到了复用。2019-04-07-14-21-45.png加载脚本： script load命令可以将脚本内容加载到Redis内存中，
例如下面将lua_get.lua加载到Redis中，得到SH1为:
"741dc2440db1fea7c0a0bde841fa68eefaf149c"# redis-cli script load "$(cat lua_get.lua)" "741dc2440db1fea7c0a0bde841fa68eefaf149c"执行脚本： evalsha的使用方法如下，参数使用SHA1值，执行逻辑和
eval一致。evalsha 脚本 SHA1 值 key 个数 key 列表 参数列表所以只需要执行如下操作，就可以调用lua_get.lua脚本：
127.0.0.1:6379> evalsha 741dc2440db1fea7c0a0bde841fa68eefaf149c 1 redis world "hello redisworld" -
Lua的Redis API
Lua可以使用redis.call函数实现对Redis的访问，例如下面代码是Lua使
用redis.call调用了Redis的set和get操作：redis.call("set", "hello", "world") redis.call("get", "hello")放在Redis的执行效果如下：
127.0.0.1:6379> eval 'return redis.call("get", KEYS[1])' 1 hello "world"除此之外Lua还可以使用redis.pcall函数实现对Redis的调用，
redis.call和redis.pcall的不同在于，如果redis.call执行失败，那么
脚本执行结束会直接返回错误，而redis.pcall会忽略错误继续执行脚本，
所以在实际开发中要根据具体的应用场景进行函数的选择。开发提示：Lua可以使用redis.log函数将Lua脚本的日志输出到Redis的日
志文件中，但是一定要控制日志级别。
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案例
Lua脚本功能为Redis开发运维人员带来如下三个好处：
- Lua脚本在Redis中是原子执行的，执行过程中间不会插入其他命令。
- Lua脚本可以帮助开发和运维人员创造出自己定制的命令，并可以将这些命令
常驻在Redis内存中，实现复用的效果。 - Lua脚本可以将多条命令一次性打包，有效地减少网络开销。
下面以一个例子说明Lua脚本的使用，当前列表记录着热门用户的id，假设这个
列表有5个元素，如下所示：127.0.0.1:6379> lrange hot:user:list 0 -1 1) "user:1:ratio" 2) "user:8:ratio" 3) "user:3:ratio" 4) "user:99:ratio" 5) "user:72:ratio"user:{id}:ratio代表用户的热度，它本身又是一个字符串类型的键：
127.0.0.1:6379> mget user:1:ratio user:8:ratio user:3:ratio user:99:ratio user:72:ratio 1) "986" 2) "762" 3) "556" 4) "400" 5) "101"现要求将列表中所有的键对应热度做加1操作，并且保证是原子执行，此功能可以
利用Lua脚本来实现。1）将列表中所有元素取出，赋值给mylist：
local mylist = redis.call("lrange", KEYS[1], 0, -1)2）定义局部变量count=0，这个count就是最后incr的总次数：
local count = 03）遍历mylist中所有元素，每次做完count自增，最后返回count：
for index.key in ipairs(mylist) do redis.call("incr",key) count = count + 1 end return count将上述脚本写入lrange_and_mincr.lua文件中，并执行如下操作，返回结果为5。
redis-cli --eval lrange_and_mincr.lua hot:user:list (integer) 5执行后所有用户的热地自增1：
127.0.0.1:6379> mget user:1:ratio user:8:ratio user:3:ratio user:99:ratio user:72:ratio 1) "987" 2) "763" 3) "557" 4) "401" 5) "102"
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Redis如何管理Lua脚本
Redis提供了4个命令实现对Lua脚本的管理，下面分别介绍：
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script load
script load script此命令用于将Lua脚本加载到Redis内存中，前面已经介绍并使用过了，这里
不再赘述。 -
script exists
scripts exists sha1 [sha1 ...]此命令用于判断sha1是否已经加载到Redis内存中：
127.0.0.1:6379> script exists a5260dd66ce02462c5b5231c727b3f7773c0bcc5 (integer) 1返回结果代表sha1 [sha1 ...]被加载到Redis内存的个数。
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script flush
script flush此命令用于清除Redis内存已经加载的所有Lua脚本，在执行script flush
后，a5260dd66ce02462c5b5231c727b3f7773c0bcc5不再存在：127.0.0.1:6379> script exists a5260dd66ce02462c5b5231c727b3f7773c0bcc5 1) (integer) 1 127.0.0.1:6379> flush OK 127.0.0.1:6379> script exists a5260dd66ce02462c5b5231c727b3f7773c0bcc5 1) (integer) 0 -
script kill
script kill此命令用于杀掉正在执行的Lua脚本。如果Lua脚本比较耗时，甚至Lua脚本
存在问题，那么此时Lua脚本的执行会阻塞Redis，知道脚本执行完毕或者外
部进行干预将其结束。下面模拟一个Lua脚本阻塞的情况进行说明：下面的代码会是Lua进入死循环：
while 1 == 1 do end执行Lua脚本，当前客户端会阻塞：
127.0.0.1:6379> eval 'while 1 == 1 do end' 0Redis提供了一个lua-time-limit参数，默认是5秒，它是Lua脚本的“超时
时间”，但这个超时时间仅仅是当Lua脚本时间超过lua-time-limit后，向
其他命令调用发送BUSY的信号，但是并不会停止掉服务端和客服端的脚本执
行，所以当达到lua-time-limit值之后，其他客户端在执行正常的命令
是，将会收到"Busy Redis si busy running a script"错误，并且提示
使用script kill或者shutdown nosave命令来杀掉这个busy的脚本：127.0.0.1:6379> get hello (error) BUSY Redis is busy running a script. You can only call SCTIPT KILL or SHUTDOWN NOSAVE.此时Redis已经阻塞，无法处理正常的调用，这是可以选择继续等待，但是
更多时候需要快速将脚本杀掉。使用shutdown save显然不太合适，所以选
择script kill，当script kill执行之后，客户端调用会恢复：127.0.0.1:6379> script kill OK 127.0.0.1:6379> get hello "world"但是有一点需要注意，如果当前Lua脚本已经执行过写操作，那么script
kill将不会生效。例如，模拟一个不停的写操作：while 1 == 1 do redis.call("set", "k", "v") end此时如果执行script kill，会收到如下异常信息：
(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.上面提示Lua脚本已经执行过写操作，要么等待脚本执行结束要么使用
shutdown save停掉Redis服务。可见Lua脚本虽然好用，但是使用不当破
坏性也是难以想象的。
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