引言
Redis是一款基于内存的键值对数据库,提供了多种数据结构存储数据,存取数据的速度还非常快,除了这些优点它还提供了其他特色功能,比如:管道、lua脚本、发布订阅模型
使用lua脚本能够让Redis服务器原子性的执行一系列操作,Redis实现分布式锁时保证复合操作的原子性就可以通过lua脚本来进行实现
本篇文章主要描述lua脚本,将围绕lua脚本深入浅出的描述如何使用lua脚本,lua脚本执行实现原理以及主从情况下脚本复制问题
使用Lua脚本相关命令
eval "脚本内容" 参数个数 keys键 argv参数
执行lua脚本,keys数组表示key占位,argv数组表示参数占位
evalsha
根据校验和执行lua脚本(校验和是生成脚本时而生成的唯一标识,用于标识对应脚本)
script load
根据lua脚本生成校验和
script exists
根据校验和判断脚本是否存在
script flush
清空脚本
script kill
执行脚本超时时杀死
#脚本内容 返回 redis call函数执行结果 call函数:set testkey testvalue 127.0.0.1:6379> eval "return redis.call('set',KEYS[1],ARGV[1])" 1 testkey testvalue OK #get testkey 127.0.0.1:6379> eval "return redis.call('get','testkey')" 0 "testvalue" #将脚本加入字典,生成校验和 127.0.0.1:6379> script load "return redis.call('get','testkey')" "e3806601db83b4206d0e875f774193ee4f77333f" #判断校验和对应脚本是否存在 127.0.0.1:6379> script exists "e3806601db83b4206d0e875f774193ee4f77333f" 1) (integer) 1 127.0.0.1:6379> script exists "ttttttttttttttttt" 1) (integer) 0 #通过校验和执行脚本 127.0.0.1:6379> evalsha "e3806601db83b4206d0e875f774193ee4f77333f" 0 "testvalue"
Lua脚本原理
原始的lua环境不满足redis的使用,redis会导入一些函数库强化lua环境,最终使用修改后的lua环境
使用两个组件实现lua脚本功能,一个组件是执行lua脚本的伪客户端,另一个是脚本字典,用于维护K校验和与V脚本,通过脚本字典能够实现很多命令功能
命令及实现原理
eval
- 根据脚本生成函数,函数名为校验和定义
- 维护脚本字典,加入K(校验和)V(脚本)
- 执行函数(前需要导入keys数组、argv数组参数,执行完函数将响应数据放入输出缓冲区,定时钩子函数检查执行脚本是否超时,script kill 来结束超时脚本)
evalsha
:根据校验和找到对应函数来执行script exists
:根据校验和查询脚本字典判断脚本是否存在script load
:与eval类似,根据脚本生成函数并维护脚本字典,但不执行,返回校验和script flush
:重置脚本字典和lua环境
脚本复制
当主从集群情况下,如果主节点以及维护了脚本但从节点还没维护脚本,客户端请求evalsha命令,主节点会执行成功,但还未维护脚本的从节点会执行失败
如果从节点都维护了脚本那么可以运行evalsha,如果从节点没维护脚本,那么主节点复制时需要将evalsha命令转换为eval命令告诉从节点维护脚本(根据校验和查到脚本字典的脚本再转换为eval命令)
为了避免这种情况发生,使用脚本缓冲字典来判断主从复制时,从节点是否都维护了该脚本,K为脚本校验和,V为空,可以看成Set
当主节点执行evalsha时,查看脚本缓冲字典判断从节点是否都维护了该脚本,如果维护了直接发送,否则根据校验和查询脚本字典获取脚本,将evalsha命令转换为eval命令再发送给从节点
总结
本篇文章围绕lua脚本深入浅出的解析如何使用lua脚本、lua脚本实现原理以及脚本复制问题
原始的lua环境不满足Redis的使用,Redis导入其他函数库强化lua环境
使用伪客户端帮助lua脚本发送命令给服务端,在服务端维护脚本字典以此来实现lua脚本相关命令,lua脚本最终会生成函数执行,参数等信息来源于lua脚本的命令
主从架构下,为了防止使用evalsha命令主从执行不一致,会使用脚本缓存字典来判断主从中是否都维护了对应的脚本
最后
- 参考资料
- 《Redis深度历险》
- 《Redis设计与实现》