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概述
Redis从2.6版本开始引入对Lua脚本的支持#xff0c;通过在服务器中嵌入Lua环境,Redis客户端可以使用Lua脚本#xff0c;直接在服务器端原子地执行多个Redis命令。其中使用EVAL命令可以直接对输入的脚本进行求值:
127.0.0.1:6379 EVAL return hello…Lua脚本
概述
Redis从2.6版本开始引入对Lua脚本的支持通过在服务器中嵌入Lua环境,Redis客户端可以使用Lua脚本直接在服务器端原子地执行多个Redis命令。其中使用EVAL命令可以直接对输入的脚本进行求值:
127.0.0.1:6379 EVAL return hello world 0
hello world而使用EVALSHA命令则可以根据脚本的SHA1校验和来对脚本进行求值但这个命令要求校验和对应的脚本必须至少被EVAL命令执行过 一次:
127.0.0.1:6379 EVAL return 11 0
(integer) 2
127.0.0.1:6379 EVALSHA a27e7e8a43702b7046d4f6a7ccf5b60cef6b9bd9 0 // 上一个脚本的校验和
(integer) 2或者这个校验和对应的脚本曾经被SCRIPT LOAD命令载入过:
127.0.0.1:6379 SCRIPT Load return 2*2
4475bfb5919b5ad16424cb50f74d4724ae833e72
127.0.0.1:6379 EVALSHA 4475bfb5919b5ad16424cb50f74d4724ae833e72 0
(integer) 4创建并修改Lua环境
为了在Redis服务器中执行Lua脚本Redis在服务器内嵌了一个Lua环境(evnironment)并对这个Lua环境进行了一系列修改从而确保这个Lua环境可以满足Redis服务器的需要。Redis服务器创建并修改Lua环境的整个过程由以下步骤组成:
1.创建一个基础的Lua环境之后的所有修改都是针对这个环境进行的。2.载入多个函数库到Lua环境里面让Lua脚本可以使用这些函数库来进行数操作3.创建全局表格redis这个表格包含了对Redis进行操作的函数比如用于在Lua脚本中执行Redis命令的redis.call函数4.使用Redis自制的随机函数来替换Lua原有的带有副作用的随机函数从而避免在脚本中引入副作用5.创建排序辅助函数Lua环境使用这个辅佐函数来对一部分Redis命令的结果进行排序从而消除这些命令的不确定性6.创建redis.pcall函数的错误报告辅助函数这个函数可以提供更详细的出错信息7.对Lua环境中的全局环境进行保护防止用户在执行Lua脚本的过程中将额外的全局变量添加到Lua环境中8.将完成修改的Lua环境保存到服务器状态的Lua环境中等待执行服务器传来的Lua脚本
创建Lua环境
服务器首先调用Lua的C API函数lua_open创建一个新的Lua环境。因为lua_open函数创建的只是一个基本的Lua环境为了让这个Lua环境可以满足Redis的操作要求接下来服务器将对这个Lua环境进行一系列修改。
载入函数库
Redis修改Lua环境的第一步就是将以下函数库载入到Lua环境里面:
1.基础库(base library):这个库包含Lua的核心(core)函数比如assert、error、pairs、tostring、pcall等。另外为了防止用户从外部文件中引入不安全的代码库中的loadfile函数会被删除2.表格库(table library):这个库包含用于处理表格的通用函数。比如table.concat、table.insert、table.remove、table.sort等3.字符串库(string library):这个库包含用于处理字符串的通用函数比如用于对字符串进行查找的string.find函数对字符串进行格式化的string.format函数查看字符串长度的string.len函数对字符串进行反转的string.reverse函数等4.数据库(math libraray):这个库是标准C语言数据库的结构它包括计算绝对值的math.abs函数返回多个数中的最大值和最小值的math.max函数和math.min函数计算二次方根的math.sqrt函数计算对数的math.log函数等5.调试库(debug libraray):这个库提供了对程序进行调试所需的函数比如对程序设置钩子和取得钩子的debug.sethook函数和debug.gethook函数返回给定函数相关信息的debug.getinfo函数为对象设置元数据的debug.setmetatable函数获取对象元数据的debug.getmetatable函数等6.Lua CJSON库:这个库用于处理UTF-8编码的JSON格式其中cjson.decode函数将一个JSON格式的字符串转换为一个Lua值 而cjson.encode函数将一个Lua值序列化为JSON格式的字符串7.Struct库:这个库用于在Lua值和C结构(struct)之间进行转换函数struct.pack将多个Lua值打包成一个类结构(struct-like)字符串而函数struct.unpack则从一个类结构字符串中解包出多个Lua值8.Lua cmsgpack库:这个库用于处理MessagePack格式的数据其中cmsgpack.pack函数将Lua值转换为MessagePack数据而cmsgpack.unpack函数则将messagepack数据转换为Lua值通过使用这些功能强大的函数库Lua脚本可以直接对执行Redis命令获得的数据进行复杂的操作
创建Redis全局
服务器将在Lua环境中创建一个redis表格(table)并将它设置为全局变量这个redis表格包含以下函数:
1.用于执行Redis命令的redis.call和redis.pcall函数2.用于记录Redis日志(log)的redis.log函数以及相应的日志级别(level)常量:redis.LOG_DEBUG,redis.LOG_VERBOSE,redis.LOG_NOTICE以及redis.LOG_WARNING3.用于计算SHA1校验和的redis.sha1hex函数4.用于返回错误信息的redis.error_reply函数和redis.status_reply函数。 在这些函数里面最常用也最重要的要数redis.call函数和redis.pcall函数通过这两个函数用户可以直接在Lua脚本中执行Redis命令:
127.0.0.1:6379 EVAL return redis.call(ping) 0
PONG使用Redis自制的随机函数来替换Lua原有的随机函数
为了保证相同的脚本可以在不同的机器上产生相同的结果Redis要求所有传入服务器的Lua脚本以及Lua环境中的所有函数都必须是无副作用(side effect)的纯函数(pure function).但是在之前载入Lua环境的match函数库中用于生成随机数的math.random函数和math.randomseed函数都是带有副作用的它们不符合Redis对Lua环境的无副作用要求。因为这个原因Redis使用自制的函数替换了math库中原有的math.random函数和math.randomseed函数替换之后的两个函数有以下特征:
1.对于相同的seed来说math.random总产生相同的随机数绪列这个函数是一个纯函数2.除非在脚本中使用math.randomseed显示地修改seed否则每次运行脚本时Lua环境都使用固定地math.randomseed(0)语句来初始化seed
例子
举个例子。使用以下脚本我们可以打印seed值为0时math.random对于输入10至1所产生地随机绪列
--random-with-default-seed.lualocal i 10
local seq {}
while (i 0) do
seq[i] math.random(i)
i i1
endreturn seq无论执行这个脚本多少次产生的值都是相同的
E:\redisredis-cli --eval test.lua
1) (integer) 1
2) (integer) 2
3) (integer) 2
4) (integer) 3
5) (integer) 4
6) (integer) 4
7) (integer) 7
8) (integer) 1
9) (integer) 7
10) (integer) 2但是如果我们在另一个脚本里面调用math.randomseed将seed修改为10086
--random-with-default-seed.luamath.randomseed(10086) -- change seed
local i 10
local seq {}
while (i 0) do
seq[i] math.random(i)
i i-1
endreturn seq那么这个脚本生成的随机数绪列将和使用默认seed值0时生成的随机绪列不同:
E:\redisredis-cli --eval test1.lua
1) (integer) 1
2) (integer) 1
3) (integer) 2
4) (integer) 1
5) (integer) 1
6) (integer) 3
7) (integer) 1
8) (integer) 1
9) (integer) 3
10) (integer) 1
