Redis进阶实践之七Redis和Lua初步整合使用

时间 2019-11-25

标签 redis 进阶实践之七 lua 初步整合使用栏目 Redis 繁體版

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1、引言

        Redis学了一段时间了，基本的东西都没问题了。从今天开始讲写一些redis和lua脚本的相关的东西，lua这个脚本是一个好东西，能够运行在任何平台上，也能够嵌入到大多数语言当中，来扩展其功能。lua脚本是用C语言写的，体积很小，运行速度很快，而且每次的执行都是做为一个原子事务来执行的，咱们能够在其中作不少的事情。因为篇幅不少，一次没法概述所有，这个系列可能要经过多篇文章的形式来写，好了，今天咱们进入正题吧。

2、Lua简介

        Lua 是一个小巧的脚本语言。是巴西里约热内卢天主教大学（Pontifical Catholic University of Rio de Janeiro）里的一个研究小组，由Roberto Ierusalimschy、Waldemar Celes 和 Luiz Henrique de Figueiredo所组成并于1993年开发。其设计目的是为了嵌入应用程序中，从而为应用程序提供灵活的扩展和定制功能。Lua由标准C编写而成，几乎在全部操做系统和平台上均可以编译，运行。Lua并无提供强大的库，这是由它的定位决定的。因此Lua不适合做为开发独立应用程序的语言。Lua 有一个同时进行的JIT项目，提供在特定平台上的即时编译功能。

       Lua脚本能够很容易的被C/C++ 代码调用，也能够反过来调用C/C++的函数，这使得Lua在应用程序中能够被普遍应用。不只仅做为扩展脚本，也能够做为普通的配置文件，代替XML,ini等文件格式，而且更容易理解和维护。 Lua由标准C编写而成，代码简洁优美，几乎在全部操做系统和平台上均可以编译，运行。一个完整的Lua解释器不过200k，在目前全部脚本引擎中，Lua的速度是最快的。这一切都决定了Lua是做为嵌入式脚本的最佳选择。

3、使用Lua脚本的好处

       一、减小网络开销：能够将多个请求经过脚本的形式一次发送，减小网络时延和请求次数。

   二、原子性的操做：Redis会将整个脚本做为一个总体执行，中间不会被其余命令插入。所以在编写脚本的过程当中无需担忧会出现竞态条件，无需使用事务。

       三、代码复用：客户端发送的脚步会永久存在redis中，这样，其余客户端能够复用这一脚原本完成相同的逻辑。

   四、速度快：见与其它语言的性能比较, 还有一个 JIT编译器能够显著地提升多数任务的性能; 对于那些仍然对性能不满意的人, 能够把关键部分使用C实现, 而后与其集成, 这样还能够享受其它方面的好处。

       五、能够移植：只要是有ANSI C 编译器的平台均可以编译，你能够看到它能够在几乎全部的平台上运行:从 Windows 到Linux，一样Mac平台也没问题, 再到移动平台、游戏主机，甚至浏览器也能够完美使用 (翻译成JavaScript).

       六、源码小巧：20000行C代码，能够编译进182K的可执行文件，加载快，运行快。

4、redis和lua整合详解

      一、调用Lua脚本的语法：
              $ redis-cli --eval path/to/redis.lua KEYS[1] KEYS[2] , ARGV[1] ARGV[2] ...

          --eval，告诉redis-cli读取并运行后面的lua脚本
       path/to/redis.lua，是lua脚本的位置
             KEYS[1] KEYS[2]，是要操做的键，能够指定多个，在lua脚本中经过KEYS[1], KEYS[2]获取
       ARGV[1] ARGV[2]，参数，在lua脚本中经过ARGV[1], ARGV[2]获取。

            注意： KEYS和ARGV中间的 ',' 两边的空格，不能省略。html

redis支持大部分Lua标准库linux

库名	说明
Base	提供一些基础函数
String	提供用于字符串操做的函数
Table	提供用于表操做的函数
Math	提供数学计算函数
Debug	提供用于调试的函数

       二、在脚本中调用redis命令
               在脚本中可使用redis.call函数调用Redis命令

          redis.call('set', 'foo', 'bar')
          local value=redis.call('get', 'foo') --value的值为bar

          redis.call函数的返回值就是Redis命令的执行结果

              Redis命令的返回值有5种类型，redis.call函数会将这5种类型的回复转换成对应的Lua的数据类型，具体的对应规则以下（空结果比较特殊，其对应Lua的false）redis

redis返回值类型和Lua数据类型转换规则数据库

redis返回值类型	Lua数据类型
整数回复	数字类型
字符串回复	字符串类型
多行字符串回复	table类型(数组形式)
状态回复	table类型(只有一个ok字段存储状态信息)
错误回复	table类型(只有一个err字段存储错误信息)

redis还提供了redis.pcall函数，功能与redis.call相同，惟一的区别是当命令执行出错时，redis.pcall会记录错误并继续执行，而redis.call会直接返回错误，不会继续执行。在脚本中可使用return语句将值返回给客户端，若是没有执行return语句则默认返回nil编程

Lua数据类型和redis返回值类型转换规则数组

Lua数据类型	redis返回值类型
数字类型	整数回复(Lua的数字类型会被自动转换成整数)
字符串类型	字符串回复
table类型(数组形式)	多行字符串回复
table类型(只有一个ok字段存储状态信息)	状态回复
table类型(只有一个err字段存储错误信息)	错误回复

        三、脚本相关命令
             EVAL语法： eval script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

              经过key和arg这两类参数向脚本传递数据，它们的值在脚本中分别使用KEYS和ARGV两个表类型的全局变量访问。浏览器

script：是lua脚本缓存

numkeys：表示有几个key，分别是KEYS[1],KEYS[2]...，若是有值，从第numkeys+1个开始就是参数值，ARGV[1],ARGV[2]...

注意： EVAL命令依据参数numkeys来将其后面的全部参数分别存入脚本中KEYS和ARGV两个table类型的全局变量。当脚本不须要任何参数时，也不能省略这个参数(设为0)服务器

       192.168.127.128:6379>eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 name liulei
       OK

       192.168.127.128:6379>get name
       "liulei"

   四、 EVALSHA命令
              在脚本比较长的状况下，若是每次调用脚本都须要将整个脚本传给Redis会占用较多的带宽。为了解决这个问题，Redis提供了EVALSHA命令，容许开发者经过脚本内容的SHA1摘要来执行脚本，该命令的用法和EVAL同样，只不过是将脚本内容替换成脚本内容的SHA1摘要。

             Redis在执行EVAL命令时会计算脚本的SHA1摘要并记录在脚本缓存中，执行EVALSHA命令时Redis会根据提供的摘要从脚本缓存中查找对应的脚本内容，若是找到了则执行脚本，不然会返回错误："NOSCRIPT No matching script. Please use EVAL."

             在程序中使用EVALSHA命令的通常流程以下。

                 1）、先计算脚本的SHA1摘要，并使用EVALSHA命令执行脚本。

                 2）、得到返回值，若是返回“NOSCRIPT”错误则使用EVAL命令从新执行脚本。

              虽然这一流程略显麻烦，但值得庆幸的是不少编程语言的Redis客户端都会代替开发者完成这一流程。执行EVAL命令时，先尝试执行EVALSHA命令，若是失败了才会执行EVAL命令。

               SCRIPTLOAD "lua-script" 将脚本加入缓存，但不执行，返回：脚本的SHA1摘要

               SCRIPT EXISTS lua-script-sha1   判断脚本是否已被缓存

       五、 SCRIPT FLUSH（该命令不区分大小写）
               清空脚本缓存，redis将脚本的SHA1摘要加入到脚本缓存后会永久保留，不会删除，但能够手动使用SCRIPT FLUSH命令状况脚本缓存。网络

       192.168.127.128:6379>script flush
       OK

       192.168.127.128:6379>SCRIPT FLUSH
       OK

六、SCRIPT KILL（该命令不区分大小写）
强制终止当前脚本的执行。可是，若是当前执行的脚步对redis的数据进行了写操做，则SCRIPT KILL命令不会终止脚本的运行，以防止脚本只执行了一部分。脚本中的全部命令，要么都执行，要么都不执行。

       192.168.127.128:6379>script kill
      (error)NOTBUSY No scripts in execution right now

      192.168.127.128:6379>SCRIPT KILL
      (error)NOTBUSY No scripts in execution right now
       //这是当前没有脚本在执行，因此提示该错误

七、lua-time-limit 5000（redis.conf配置文件中）

              为了防止某个脚本执行时间过长致使Redis没法提供服务（好比陷入死循环），Redis提供了lua-time-limit参数限制脚本的最长运行时间，默认为5秒钟。当脚本运行时间超过这一限制后，Redis将开始接受其余命令但不会执行（以确保脚本的原子性，由于此时脚本并无被终止），而是会返回“BUSY”错误。

5、安装和使用Lua脚本

       一、安装lua类库环境

              1.一、yum install -y readline

              1.二、yum install -y readline-devel



        二、下载lua最新的版本安装

                2.一、去官网下载lua，能够直接经过wget下载，地址以下：http://www.lua.org/download.html

           [root@lunux~]# wget http://www.lua.org/ftp/lua-5.3.4.tar.gz /root/software/download/lua/

2.二、经过ssh SSH Secure File Transfer Client工具，把软件包上传到Linux服务器上。目录是：/root/software/download/lua/

           [root@linux~]# cd ./software/download/lua/

           [root@linux lua]# tar zxvf lua-5.3.4.tar.gz

2.三、进入到已经解压的目录lua-5.3.4，准备安装文件。

            [root@linux lua]# ls

            [root@linux lua]# lua-5.3.4 lua-5.3.4.tar.gz

            [root@linux lua]# cd lua-5.3.4

            [root@linux lua-5.3.4]#

2.四、准备安装环境，使用make linux命令，当前也是须要gcc命令的支持，事先必须安装，安装gcc命令：yum install gcc。

            [root@linux lua-5.3.4]# make linux

2.五、开始安装lua软件包，使用make install命令

            [root@linux lua-5.3.4]# make install

2. 六、最后进行测试，进到Linux的命令行，而后输入lua命令，开始测试。

          [root@linux lua-5.3.4]# lua

          >print('lua')
          lua

          >print("lua")
          lua

2.七、按Ctrl+C退出lua命令模式。

           >^C
          [root@linux lua-5.3.4]#

2.八、lua脚本文件名必须以.lua后缀名，若是在Linux命令行执行lua脚本，直接lua 脚本名称。

         [root@linux lua-5.3.4]# cd /root/application/program/   //执行文件都在这个目录里面

         [root@linux program]# mkdir luascript  //建立luaScript脚本目录，存放lua脚本文件

         [root@linux program]# cd luascript  

         [root@linux luascript]# lua 01.lua    //执行01.lua脚本文件

2.九、redis与lua脚本结合使用，若是在lua脚本里使用了 redis.call命令来操做Redis，执行lua脚步以下面：

          //redis-cli和lua脚本的路径能够是相对路径，也能够是绝对路径
          //如下代码就是经过绝对地址来执行

          //绝对地址：
          [root@linux ~]# /root/application/program/redis-tool/redis-cli -h 192.168.127.128 -p 6379 --eval /root/application/program/luascript/02.lua

          //相对地址：
          //当前目录
          192.168.127.128:6379>pwd
          [root@linux redis-tool]/root/application/program/redis-tool/

          [root@linux redis-tool]# redis-cli -h 192.168.127.128 -p 6379 --eval /root/application/program/luascript/02.lua

2.十、Redis客户端执行带有参数的lua脚本，脚本文件的名称是：03.lua。

           //当前redis 数据库中只有name和age两个key，其余数据已经清空。

           //当前所在目录
           192.168.127.128:6379>keys *
           1)"name"
           2)"age"

           192.168.127.128:6379>get name
           "liulei"

           192.168.127.128:6379>get age
           "15"
     

          //03.lua脚本代码以下：

           local name=redis.call("get",KEYS[1])

           local age=redis.call("get",KEYS[2])

           if name=="LLL" then

             redis.call("set",KEYS[1],ARGV[1])
 
             redis.call("incr",KEYS[2])
            end

          //执行改脚本的命令，必须在Linux的命令行，不是在Redis的命令行
          [root@linux ~]# /root/application/program/redis-tool/redis-cli -h 192.168.127.128 -p 6379 --eval /root/application/program/luascript/03.lua name age , patrickLiu

          //执行脚本命令后
          192.168.127.128:6379>keys *
          1)"name"
          2)"age"

          192.168.127.128:6379>get name
          "patrickLiu"

          192.168.127.128:6379>get age
          "16"

         //说明带参数的执行Lua脚本成功

2.十一、Redis客户端执行有参数lua，并返回lua的表类型。

            //04.lua文件的源码

            local b1=redis.call("hgetall",KEYS[1])
            return b1

            //代码很简单，话很少说

            //清空当前数据库
            192.168.127.128:6379>flushdb

            192.168.127.128:6379>keys *
            (empty list or set)

            192.168.127.128:6379>hmset myhash name zhangsan sex nan address hebeibaoding school laiyuanyizhong
            OK

            192.168.127.128:6379>hmget myhash name sex address school
            1)"zhangsan"
            2)"nan"
            3)"hebeibaoding"
            4)"laiyuanyizhong"

            //咱们经过redis客户端获取myhash的结果，进入到redis客户端的当前目录

            [root@linux redis-tool]# redis-cli -h 192.168.127.128 -p 6379 --eval ../luascript/04.lua myhash
            1)"name"
            2)"zhangsan"
            3)"sex"
            4)"nan"
            5)"address"
            6)"hebeibaoding"
            7)"school"
            8)"laiyuanyizhong"

          //成功获取myhash的列表

6、总结 今天就写到这里，还有不少内容要写，一次也写不完，慢慢来吧，我也须要消化一下。若是有时间，下一篇文章或者下某一篇文章准备来单独写一些关于Lua脚本语法的东西，我也是第一次接触这个东西，你们一块儿学习吧。