Redis Lua 脚本：原子性的秘密

大家好！今天我们来聊聊 Redis 的 Lua 脚本。你知道吗？Lua 脚本在 Redis 中可以保证原子性！这是因为 Redis 会把 Lua 脚本当作一个整体来执行，中间不会被打断，也不会被其他客户端的请求干扰。这样一来，Lua 脚本的执行就变得非常可靠。

Redis 事务是什么？

Redis 事务其实就是一组命令的集合。你可以一次性执行多个命令，而且这些命令会作为一个整体被执行，中间不会被其他客户端的请求打断。Redis 事务主要有两个作用：

保证原子性：要么所有命令都成功执行，要么都不执行。这样可以避免数据出现中间状态，确保一致性。
提升性能：多个命令可以打包成一个批量操作，一次性发送给 Redis 服务器，减少网络开销。

Redis 事务的执行分为三个阶段：

开始事务：用 MULTI 命令。
命令入队：在 MULTI 和 EXEC 之间添加命令。
执行事务：用 EXEC 命令。

如果你在执行事务前用 WATCH 监视了某个键，那么只有在这个键没有被其他客户端修改的情况下，事务才会执行。否则，事务会被放弃，需要重新开始。

来看个简单的例子：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set name Hydra
QUEUED
127.0.0.1:6379> set age 18
QUEUED
127.0.0.1:6379> incr age
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) OK
3) (integer) 19

可以看到，所有命令都成功执行了，age 也从 18 变成了 19。

Redis 事务的局限性

虽然 Redis 事务看起来很强大，但它并不完美。我们来看两个常见的错误场景：

语法错误：如果命令有语法错误，整个事务都不会执行。
运行时错误：如果某个命令执行失败，其他命令依然会执行，不会回滚。

举个例子：

127.0.0.1:6379> multi
OK
127.0.0.1:6379> set name Hydra
QUEUED
127.0.0.1:6379> incr name  -- 这里会出错，因为 name 不是数字
QUEUED
127.0.0.1:6379> exec
1) OK
2) (error) ERR value is not an integer or out of range

虽然 incr 命令失败了，但 set name Hydra 依然执行了。这说明 Redis 事务并不支持真正的原子性。

为什么 Redis 不支持回滚？

Redis 官方给出了几个理由：

错误类型有限：Redis 命令失败通常是因为语法错误或数据类型错误，这些问题应该在开发阶段解决，而不是在生产环境中依赖回滚。
性能优先：不支持回滚可以让 Redis 的设计更简单，运行更快。
逻辑错误无法避免：即使支持回滚，也无法解决编程逻辑中的错误。比如，你想把一个值加 2，结果只加了 1，这种问题回滚也帮不上忙。

所以，如果你需要保证原子性，就得自己想办法，比如在事务执行前做参数校验，或者在出错时进行补偿操作。

Lua 脚本入门

既然 Redis 事务有局限性，那我们来看看 Lua 脚本。Lua 脚本在 Redis 中也被当作一条命令执行，因此它天然具备原子性。Redis 从 2.6 版本开始支持 Lua 脚本，下面我们简单了解一下它的用法。

EVAL 命令

EVAL 是执行 Lua 脚本的核心命令，格式如下：

EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

script：Lua 脚本代码。
numkeys：脚本中用到的 Redis 键的数量。
key [key ...]：键名，通过 KEYS[i] 访问。
arg [arg ...]：附加参数，通过 ARGV[i] 访问。

举个例子：

127.0.0.1:6379> eval "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2 key1 key2 value1 value2
1) "key1"
2) "key2"
3) "value1"
4) "value2"

SCRIPT LOAD 和 EVALSHA

如果你想复用脚本，可以用 SCRIPT LOAD 把脚本加载到 Redis 中，返回一个 SHA1 校验和。然后用 EVALSHA 执行脚本：

127.0.0.1:6379> SCRIPT LOAD "return redis.call('GET', KEYS[1]);"
"228d85f44a89b14a5cdb768a29c4c4d907133f56"

127.0.0.1:6379> EVALSHA "228d85f44a89b14a5cdb768a29c4c4d907133f56" 1 name
"Hydra"

其他命令

SCRIPT EXISTS：检查脚本是否被缓存。
SCRIPT FLUSH：清除所有缓存的脚本。
SCRIPT KILL：终止正在运行的脚本（仅对未执行写操作的脚本有效）。

Lua 脚本的优势

减少网络开销：多个操作可以在一次请求中完成。
代码复用：脚本可以缓存，其他客户端可以直接调用。

Java 调用 Lua 脚本

如果你用 Java 操作 Redis，可以通过 DefaultRedisScript 来执行 Lua 脚本。比如：

DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>();
script.setResultType(Long.class);
script.setScriptSource(new ResourceScriptSource(
    new ClassPathResource("lua/seckill.lua")));

Lua 脚本示例：

local userId = KEYS[1];
local goodsId = KEYS[2];
local cntkey = goodsId .. "_count";
local orderkey = goodsId .. "_" .. userId;

local orderExists = redis.call("get", orderkey);
if (orderExists and tonumber(orderExists) == 1) then
    return 2; -- 用户已下单
end

local num = redis.call("get", cntkey);
if (num and tonumber(num) <= 0) then
    return 0; -- 库存不足
else
    redis.call("decr", cntkey);
    redis.call("set", orderkey, 1);
end
return 1; -- 秒杀成功

总结

Redis 的 Lua 脚本是一个强大的工具，既能保证原子性，又能提升性能。虽然 Redis 事务有一些局限性，但通过 Lua 脚本，我们可以轻松实现复杂的操作逻辑。希望这篇文章能帮到你！如果有问题，欢迎留言讨论~

这样优化后，文章更简洁、易读，同时保留了专业性。希望对你有帮助！

Yufelix