(十一)Redis的“事务”及Lua脚本操作

“事务”

redis提供简单的事务命令，由multi和exec组成，实际上相当于将多个命令添加到一个执行的集合内，multi为begin，exec为commit，discard相当于rollback，watch相当于锁，对象若在事务执行前被修改则事务被打断。

因此redis的事务机制为乐观锁，如果在高并发场景下，如果多个客户端同时对一个key进行了watch，只要有一个客户端提交成功，其他客户端的操作都是无效的，因此redis事务不适合在高并发场景下使用，使用lua脚本可以更好的解决事务解决不了的场景。

Redis 事务可以一次执行多个命令， 并且带有以下三个重要的保证：

  • 批量操作在发送 EXEC 命令前被放入队列缓存。
  • 收到 EXEC 命令后进入事务执行，事务中任意命令执行失败，其余的命令依然被执行。
  • 在事务执行过程，其他客户端提交的命令请求不会插入到事务执行命令序列中。

一个事务从开始到执行会经历以下三个阶段：

  • 开始事务。
  • 命令入队。
  • 执行事务。

如果事务中出现错误：

  1. 还未exec就报错：如果事务中出现语法错误，则事务会成功回滚，整个事务中的命令都不会提交；
  2. 成功执行exec后才报错：如果事务中出现的不是语法错误，而是执行错误，不会触发回滚，该事务中仅有该错误命令不会提交，其他命令依旧会继续提交，因此这里的”事务”打了个引号，和我们通常理解的数据库事务完全不一样。
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#begin 开启一个redis事务
multi
 
#commit 提交事务里的命令队列
exec
 
#rollback 回滚
discard
 
#锁，监视一个或多个key，被监视的key若在提交事务前被修改，则事务被打断
watch key [key ...
 
#取消监视
unwatch

LUA脚本

介绍

Redis2.6之后新增的功能，我们可以在redis中通过lua脚本操作redis。与事务不同的是事务是将多个命令添加到一个执行的集合，执行的时候仍然是多个命令，会受到其他客户端的影响，而脚本会将多个命令和操作当成一个命令在redis中执行，也就是说该脚本在执行的过程中，不会被任何其他脚本或命令打断干扰。正是因此这种原子性，lua脚本才可以代替multi和exec的事务功能。同时也是因此，在lua脚本中不宜进行过大的开销操作，避免影响后续的其他请求的正常执行。

使用lua脚本的好处

  • lua脚本是作为一个整体执行的.所以中间不会被其他命令插入；
  • 可以把多条命令一次性打包,所以可以有效减少网络开销；
  • lua脚本可以常驻在redis内存中,所以在使用的时候,可以直接拿来复用，也减少了代码。

应用

redis脚本使用eval命令执行lua脚本，其中numkeys表示lua script里有多少个key参数，redis脚本根据该数字从后面的key和arg中取前n个作为key参数，之后的都作为arg参数：

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

场景1：记录IP登录次数

利用hash记录所有登录的IP次数

key参数的数量必须和numkey一致，使用key或者argv可以实现一样的效果。

如下面第一个命令里用了三个key，代表后面的三个参数分别对应脚本里的key1 key2 key3.

第二个命令里用了一个key，代表了后面第一个参数对应脚本里的key1，后面第二和第三个参数对应脚本里的argv1和argv2

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eval "return redis.call('hincrby', KEYS[1], KEYS[2], KEYS[3])" 3 h_host host_192.168.145.1 1

※ 可以看到存在3个key
eval "return redis.call('hincrby', KEYS[1], ARGV[1], ARGV[2])" 1 h_host host_192.168.145.1 1

※ 配置了1个key, 2个argv参数

场景2：当10秒内请求3次后拒绝访问

  1. 给访问ip的key递增
  2. 判断该访问次数若为首次登录则设置过期时间10秒
  3. 若不是首次登录则判断是否大于3次，若大于则返回0，否则返回1。
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    eval "local request_times = redis.call('incr',KEYS[1]);
    if request_times == 1 then redis.call('expire',KEYS[1], ARGV[1]) end;
    if request_times > tonumber(ARGV[2]) then return 0 end return 1;" 1 test_127.0.0.1 10 3

通过上面的例子也可以看出，我们可以在redis里使用eval命令调用lua脚本，且该脚本在redis里作为单条命令去执行不会受到其余命令的影响，非常适用于高并发场景下的事务处理。同样我们可以在lua脚本里实现任何想要实现的功能，迭代，循环，判断，赋值 都是可以的。

lua脚本缓存

redis脚本也支持将脚本进行持久化，这样的话，下次再使用就不用输入那么长的lua脚本了。事实上使用eval执行的时候也会缓存，eval与load不同的是eval会将lua脚本执行并缓存，而load只会将脚本缓存。相同点是它们都使用sha算法进行缓存，因此只要lua脚本内容相同，eval与load缓存的sha码就是一样的。而缓存后的脚本，我们可以使用evalsha命令直接调用，极大的简化了我们的代码量，不用重复的将lua脚本写出来。

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#eval 执行脚本并缓存
eval script numkeys key [key ...] arg [arg ...]
 
#load 缓存lua脚本
script load script
 
#使用缓存的脚本sha码调用脚本
evalsha sha1 numkeys key [key ...] arg [arg ...] 
 
#使用sha码判断脚本是否已缓存
script exist sha1 [sha1 ...]
 
#清空所有缓存的脚本
script flush
 
#杀死当前正在执行的所有lua脚本
script kill