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Redis中使用Lua脚本(redis使用lua脚本的优势)

mhr18 2024-11-05 10:25 26 浏览 0 评论

Lua 是一个小巧的脚本语言,用标准 C 编写,几乎在所有操作系统和平台上都可以编译运行。一个完整的 Lua 解释器不过 200k,在目前所有脚本引擎中,Lua 的速度是最快的,这一切都决定了 Lua 是作为嵌入式脚本的最佳选择。它被广泛的应用于:游戏开发、独立应用脚本、Web 应用脚本、扩展和数据库插件等。

虽然 Redis 官网提供了丰富指令集(200多个),但是在某些特定的领域需要对指令进行扩充,因此 Redis 允许我们使用 Lua 语言以自定义的方式编写脚本命令,这满足了一部分用户的需求。Redis 服务器会以单线程、原子性的方式执行 Lua 脚本,保证 Lua 脚本在处理过程中不会被其他请求中断。

使用 Lua 脚本有如下好处:

  • 减少网络开销:可以将多个请求通过脚本的形式一次发送,从而减少网络时延,比如本来 10 次网络请求,我们就可以通过 Lua 脚本一次性完成。

  • 原子操作:Redis 会将整个脚本作为一个整体执行,中间不会被其他请求干扰。因此在脚本运行过程中无需使用事务。

  • 脚本复用:客户端发送的脚本会一直存储在 Redis 中,这样其他客户端只需对这个脚本稍作修改就可以达到复用的目的,极大地提升了编写脚本的效率。

Redis 2.6 版本之后内嵌了一个 Lua 解释器,可以用于一些简单的事务与逻辑运算,也可帮助开发者定制自己的 Redis 命令(例如:一次性的执行复杂的操作,和带有逻辑判断的操作),在这之前,必须修改源码。

Lua脚本常用命令(6个命令):

命令描述
EVAL执行 Lua 脚本。
EVALSHA执行 Lua 脚本。
SCRIPT EXISTS查看指定的脚本是否已经被保存在缓存当中。
SCRIPT FLUSH从脚本缓存中移除所有脚本。
SCRIPT KILL杀死当前正在运行的 Lua 脚本。
SCRIPT LOAD将脚本 script 添加到脚本缓存中,但并不立即执行这个脚本。

EVAL命令

在 Redis 中执行 Lua 脚本有两种方法:eval 和 evalsha,这里以 eval 做为案例介绍:

eval script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

参数说明如下:

  • script:一段 Lua 脚本或 Lua 脚本文件所在路径及文件名,如果是文本路径,需要加file_get_contens()来获取

  • numkeys:Lua 脚本对应key参数数量

  • key [key …]:Lua 中通过全局变量 KEYS 数组存储的传入参数,这些 key 可以使用全局变量 KEYS 数组来访问,比如 KEYS[1] 、KEYS[2] 以此类推。

  • arg [arg …]:Lua 中通过全局变量 ARGV 数组存储的传入附加参数,访问的形式与 KEYS 数组相同,比如 ARGV[1] 、 ARGV[2]。

实例:在 Redis 客户端使用 Lua 语言编写“Hello World”并将其输出。

127.0.0.1:6379> EVAL "return 'Hello world'" 0
"Hello world"

简单的table输出:既有key键也有附加参数(在lua里是指数据类型table,同样类似常说的数组格式)

127.0.0.1:6379> EVAL "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 first second
1) "key1"
2) "key2"
3) "first"
4) "second"

只有附加参数

127.0.0.1:6379> EVAL "return {ARGV[1],ARGV[2]}" 0 'hello!' 'my name is amumu'
1) "hello!"
2) "my name is amumu"

Lua 执行流程图:

SCRIPT LOAD 与 EVALSHA 命令

对于不立即执行的 Lua 脚本,或需要重用的 Lua 脚本,可以通过 SCRIPT LOAD 提前载入 Lua 脚本,这个命令会立即返回对应的 SHA1 校验码

当需要执行函数时,通过 EVALSHA 调用 SCRIPT LOAD 返回的 SHA1 即可

127.0.0.1:6379> SCRIPT LOAD "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}"
"a42059b356c875f0717db19a51f6aaca9ae659ea"


127.0.0.1:6379> EVALSHA "a42059b356c875f0717db19a51f6aaca9ae659ea" 2 key1 key2 first second
1) "key1"
2) "key2"
3) "first"
4) "second"

通过 Lua 脚本执行 Redis 命令

在 Lua 脚本中,只要使用 redis.call()redis.pcall() 传入 Redis 命令就可以直接执行:

#等同于在服务端执行 set foo bar
127.0.0.1:6379> eval "return redis.call('set',KEYS[1],'bar')" 1 foo
OK
127.0.0.1:6379> get foo
"bar"
#使用redis.pcall()获取key的值
127.0.0.1:6379> eval "return redis.pcall('GET', KEYS[1])" 1 foo
"bar"

案例,使用 Lua 脚本实现访问频率限制:

--
-- KEYS[1] 要限制的ip
-- ARGV[1] 限制的访问次数
-- ARGV[2] 限制的时间
--

local key = "rate.limit:" .. KEYS[1]
local limit = tonumber(ARGV[1])
local expire_time = ARGV[2]

local is_exists = redis.call("EXISTS", key)
if is_exists == 1then
if redis.call("INCR", key) > limit then
return0
else
return1
end
else
redis.call("SET", key, 1)
redis.call("EXPIRE", key, expire_time)
return1
end

使用方法,通过:

eval(file_get_contents(storage_path("limit.lua")), 3, "127.0.0.1", "3", "100")


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