Redis中lua脚本实现及其应用场景

1. Redis Lua脚本概述

Redis的Lua脚本功能允许用户编写自定义脚本，在Redis服务器上执行。Lua是一种轻量级的脚本语言，具有简单、高效、可扩展等优点。在Redis中，Lua脚本可以用于复杂的数据处理，例如数据过滤、聚合、排序等，同时也可以提高Redis服务器的性能。

2. Redis Lua脚本的优势

相比于传统的Redis命令方式，Lua脚本具有以下优势：

（1）减少网络延迟：Lua脚本将多个Redis命令组合成一个脚本，减少了客户端与服务器之间的网络交互。同时，Redis服务器还提供了EVALSHA命令，可以将脚本的SHA1值缓存在服务器中，下次再执行同样的脚本时，只需传递SHA1值即可，减少了网络传输时间。
（2）原子操作：Lua脚本可以保证多个Redis命令的原子性，避免了并发问题。
（3）自定义命令：通过Lua脚本，可以扩展Redis命令集合，实现自定义命令。

3. Redis Lua脚本的应用场景

（1）复杂查询：对于一些复杂的查询需求，使用Lua脚本可以快速地实现，避免了在客户端进行数据处理的麻烦。
（2）计算逻辑：对于一些需要进行计算逻辑的场景，即使在Redis中没有提供相应的计算命令，也可以通过Lua脚本实现自定义的计算逻辑。
（3）事务操作：Lua脚本可以保证一组Redis命令的原子性，这使得在Redis上实现事务操作成为可能。
（4）实时统计：Lua脚本可以实时统计Redis中的数据，例如计算实时UV、PV等数据。

4. Redis Lua脚本的使用方法

Redis Lua脚本可以通过EVAL命令或者EVALSHA命令执行，具体的使用方法如下：

EVAL script numkeys key [key …] arg [arg …]
EVALSHA sha1 numkeys key [key …] arg [arg …]

其中，script为Lua脚本内容；numkeys表示Lua脚本中需要操作的键值对的数量；key表示需要操作的键值名称；arg表示Lua脚本中需要操作的参数。

5. java中使用redis的lua脚本

最后我们来在java整合一下。这里给出一个简单的Spring Boot整合Redis的Lua脚本Demo，并实现了基本的CRUD操作，

5.1. 添加Redis依赖在pom.xml中添加以下依赖：

<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

5.2. 配置Redis连接信息在application.properties中添加以下配置：

# Redis数据库地址
spring.redis.host=127.0.0.1
# Redis端口
spring.redis.port=6379
# Redis密码（如果没有密码不用填写）
spring.redis.password=

5.3. 定义Redis Lua脚本

在Redis中使用Lua脚本需要先定义脚本，Spring Boot中有两种方式可以定义Lua脚本：

在代码中使用字符串定义
在RedisTemplate中定义

这里我们使用RedisTemplate中的定义方式，在RedisTemplate的bean中添加以下代码：

@Bean
public RedisScript<Long> redisScript() {
RedisScript<Long> redisScript = new DefaultRedisScript<>();
redisScript.setLocation(new ClassPathResource(\”lua/RedisCRUD.lua\”));
redisScript.setResultType(Long.class);
return redisScript;
}

其中，RedisCRUD.lua是我们要定义的Lua脚本，这个脚本用于实现基本的CRUD操作。

5.4. 实现RedisService

接下来我们需要实现RedisService来对Redis进行操作，在RedisService中注入RedisTemplate和redisScript，然后实现基本的CRUD操作即可，以下是示例代码：

@Service
public class RedisServiceImpl implements RedisService {
@Autowired
private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
@Autowired
private RedisScript<Long> redisScript;

public void set(String key, Object value) {
redisTemplate.opsForValue().set(key, value);
}
public Object get(String key) {
return redisTemplate.opsForValue().get(key);
}
public void delete(String key) {
redisTemplate.delete(key);
}
public Boolean exists(String key) {
return redisTemplate.hasKey(key);
}
public Long hset(String key, String field, Object value) {
return redisTemplate.opsForHash().put(key, field, value);
}
public Object hget(String key, String field) {
return redisTemplate.opsForHash().get(key, field);
}
public void hdelete(String key, String… fields) {
redisTemplate.opsForHash().delete(key, fields);
}
public Boolean hexists(String key, String field) {
return redisTemplate.opsForHash().hasKey(key, field);
}
public Long eval(String script, List<String> keys, List<Object> args) {
return redisTemplate.execute(RedisScript.of(script), keys, args.toArray());
}
public Long eval(List<String> keys, List<Object> args) {
return redisTemplate.execute(redisScript, keys, args.toArray());
}
}

这里我们使用了RedisTemplate中的一些方法来实现基本的CRUD操作，以及eval方法来执行自定义的Lua脚本。

5.5. 编写Redis Lua脚本

最后，我们需要编写RedisCRUD.lua脚本，这个脚本用于实现基本的CRUD操作，以下是示例代码：

— set
if KEYS[1] and ARGV[1] then
redis.call(\’SET\’, KEYS[1], ARGV[1])
return 1
end
— get
if KEYS[1] and not ARGV[1] then
return redis.call(\’GET\’, KEYS[1])
end
— delete
if KEYS[1] and not ARGV[1] then
redis.call(\’DEL\’, KEYS[1])
return 1
end
— exists
if KEYS[1] and not ARGV[1] then
if redis.call(\’EXISTS\’, KEYS[1]) == 1 then
return true
else
return false
end
end
— hset
if KEYS[1] and ARGV[1] and ARGV[2] and ARGV[3] then
redis.call(\’HSET\’, KEYS[1], ARGV[1], ARGV[2])
redis.call(\’EXPIRE\’, KEYS[1], ARGV[3])
return 1
end
— hget
if KEYS[1] and ARGV[1] and not ARGV[2] then
return redis.call(\’HGET\’, KEYS[1], ARGV[1])
end
— hdelete
if KEYS[1] and ARGV[1] and not ARGV[2] then
redis.call(\’HDEL\’, KEYS[1], ARGV[1])
return 1
end
— hexists
if KEYS[1] and ARGV[1] and not ARGV[2] then
if redis.call(\’HEXISTS\’, KEYS[1], ARGV[1]) == 1 then
return true
else
return false
end
end

在这个脚本中，我们定义了8个操作：

set：设置key-value
get：获取key对应的value
delete：删除key-value
exists：判断key是否存在
hset：设置hash中的一个field-value
hget：获取hash中的一个field对应的value
hdelete：删除hash中的一个field-value
hexists：判断hash中是否存在一个field

5.6. 测试RedisService

最后我们编写一个测试类，测试RedisService是否能够正常工作，以下是示例代码：

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class RedisServiceImplTest {
@Autowired
private RedisService redisService;
@Test
public void test() {
//第一种方式：执行string的lua
redisService.eval(\”redis.call(\’SET\’, KEYS[1], ARGV[1])\”,Collections.singletonList(hashKey), Collections.singletonList(hashValue));
//第二种方式：执行lua脚本
String key =\”key\”;
String value =\”value\”;
redisService.eval(Collections.singletonList(hashKey), Collections.singletonList(hashValue));
}