本文来说下redis中的lua脚本

redis脚本、

概述

今天讲一些redis和lua脚本的相关的东西，lua这个脚本是一个好东西，可以运行在任何平台上，也可以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，并且每次的执行都是作为一个原子事务来执行的，我们可以在其中做很多的事情。

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，几乎在所有操作系统和平台上都可以编译，运行。Lua并没有提供强大的库，这是由它的定位决定的。所以Lua不适合作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脚本可以很容易的被C/C++ 代码调用，也可以反过来调用C/C++的函数，这使得Lua在应用程序中可以被广泛应用。不仅仅作为扩展脚本，也可以作为普通的配置文件，代替XML,ini等文件格式，并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。

使用Lua脚本的好处

1、减少网络开销：可以将多个请求通过脚本的形式一次发送，减少网络时延和请求次数。

2、原子性的操作：Redis会将整个脚本作为一个整体执行，中间不会被其他命令插入。因此在编写脚本的过程中无需担心会出现竞态条件，无需使用事务。

3、代码复用：客户端发送的脚步会永久存在redis中，这样，其他客户端可以复用这一脚本来完成相同的逻辑。

4、速度快：见 与其它语言的性能比较, 还有一个 JIT编译器可以显著地提高多数任务的性能; 对于那些仍然对性能不满意的人, 可以把关键部分使用C实现, 然后与其集成, 这样还可以享受其它方面的好处。

5、可以移植：只要是有ANSI C 编译器的平台都可以编译，你可以看到它可以在几乎所有的平台上运行:从 Windows 到Linux，同样Mac平台也没问题, 再到移动平台、游戏主机，甚至浏览器也可以完美使用 (翻译成JavaScript).

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

Redis+Lua实现限流

分布式限流最关键的是要将限流服务做成原子化，而解决方案可以使使用redis+lua或者nginx+lua技术进行实现，通过这两种技术可以实现的高并发和高性能。

首先我们来使用redis+lua实现时间窗内某个接口的请求数限流，实现了该功能后可以改造为限流总并发/请求数和限制总资源数。Lua本身就是一种编程语言，也可以使用它实现复杂的令牌桶或漏桶算法。

如下操作因是在一个lua脚本中（相当于原子操作），又因Redis是单线程模型，因此是线程安全的。

相比Redis事务来说，Lua脚本有以下优点

减少网络开销: 不使用 Lua 的代码需要向 Redis 发送多次请求, 而脚本只需一次即可, 减少网络传输;

原子操作: Redis 将整个脚本作为一个原子执行, 无需担心并发, 也就无需事务;

复用: 脚本会永久保存 Redis 中, 其他客户端可继续使用.

Lua脚本

local key = KEYS[1] --限流KEY
local capacity = tonumber(ARGV[1]) --限流大小
local duration = ARGV[2] --过期时间，秒local current = tonumber(redis.call('INCR', key))
if current > capacity then --如果超出限流大小return 0
elseif current == 1thenredis.call("EXPIRE", key, duration)endreturn tonumber(redis.call("GET", key))
end

java代码

import org.apache.commons.io.FileUtils;import redis.clients.jedis.Jedis;import java.io.File;
import java.io.IOException;
import java.net.URISyntaxException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.concurrent.CountDownLatch;public class RedisLimitRateWithLUA {public static void main(String[] args) {final CountDownLatch latch = new CountDownLatch(1);for (int i = 0; i < 7; i++) {new Thread(new Runnable() {public void run() {try {latch.await();System.out.println("请求是否被执行："+accquire());} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}}).start();}latch.countDown();}public static boolean accquire() throws IOException, URISyntaxException {Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1");File luaFile = new File(RedisLimitRateWithLUA.class.getResource("/").toURI().getPath() + "limit.lua");String luaScript = FileUtils.readFileToString(luaFile);String key = "ip:" + System.currentTimeMillis()/1000; // 当前秒String limit = "5"; // 最大限制List<String> keys = new ArrayList<String>();keys.add(key);List<String> args = new ArrayList<String>();args.add(limit);Long result = (Long)(jedis.eval(luaScript, keys, args)); // 执行lua脚本，传入参数return result == 1;}
}

运行结果

请求是否被执行：true
请求是否被执行：true
请求是否被执行：false
请求是否被执行：true
请求是否被执行：true
请求是否被执行：true
请求是否被执行：false

IP限流Lua脚本

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 == 1 thenif redis.call("INCR", key) > limit thenreturn 0elsereturn 1end
elseredis.call("SET", key, 1)redis.call("EXPIRE", key, expire_time)return 1
end

本文小结

本文详细介绍了redis中lua脚本相关的知识与内容。