redis4.0之Lua腳本新姿勢前言Redis中的Lua腳本後記

redis内嵌了lua環境來支援使用者擴充功能，但是出于資料一緻性考慮，要求腳本必須是純函數的形式，也就是說對于一段lua腳本給定相同的參數，寫入redis的資料也必須是相同的，對于随機性的寫入redis是拒絕的。

從redis 3.2開始lua腳本支援随機性寫入，最近在總結4.0的新特性，索性就都歸到4.0裡，友善查閱。

在redis中使用lua腳本不可避免的要用到以下三個指令：eval、evalsha和script，下面我們來簡單介紹一下：

eval script numkeys key [key ...] arg [arg ...]

evalsha sha1 numkeys key [key ...] arg [arg ...]

script subcommand

redis允許在lua腳本中調用redis.call()或者redis.pcall()來執行redis指令，如果lua腳本對redis的資料做了更改，那麼除了執行腳本本身以外還需要兩個額外的操作：

把這段lua腳本持久化到aof檔案中，保證redis重新開機時可以回放執行過的lua腳本。

把這段lua腳本複制給備庫執行，保證主備庫的資料一緻性。

由于上述兩步，現在就很容易了解為什麼redis要求lua腳本必須是純函數的形式了，想象一下給定一段lua腳本和輸入參數卻得到了不同的結果，這就會造成重新開機前後和主備庫之間的資料不一緻，redis不允許對資料一緻性的破壞。

上一節我們介紹了lua腳本的持久化及主從複制，很明顯随機寫入會對資料一緻性造成破壞，那麼本節就來介紹redis是如何防止lua腳本中随機寫入的。

首先我們來執行一段腳本，嘗試把time指令傳回的目前時間寫入到鍵now中，看下會怎樣：

不出意外的被拒絕了，這是因為在redis中time指令是一個随機指令（時間是變化的），在lua腳本中調用了随機指令之後禁止再調用寫指令，redis中一共有10個随機類指令：

熟悉lua的讀者也許會問，那要是使用math.random()來生成随機數呢？

redis是允許在lua腳本中使用随機數發生器的，不過大家也應該知道生成的其實都是僞随機序列，除非顯示調用math.randomseed()。通常情況下都會選擇系統時間來作為math.randomseed()的參數，然而redis在初始化lua環境時出于安全考慮并沒有加載os庫，是以os.time無法使用，而redis的time指令屬于随機指令就又回到了上面的問題。

這裡小插曲下，redis自己實作了随機數發生器，替換掉了math.randomseed()和math.random()，以保證在不同運作環境下生成的僞随機數序列總是相同的。

綜上所述，redis無法在lua腳本中進行随機寫入，是因為受到了持久化和主從複制的制約，而制約的根本原因是持久化和複制的粒度是整個lua腳本，如果能夠隻把發生更改的資料做持久化和主從複制，那麼就可以化随機為确定，進一步豐富lua在redis中的使用。

ok，從新版本開始，redis提供了redis.replicate_commands()

函數來實作這一功能，把發生資料變更的指令以事務的方式做持久化和主從複制，進而允許在lua腳本内進行随機寫入，下面來舉例說明：

可以看到，相同的腳本隻是在開頭插入了redis.replicate_commands()就可以成功把時間寫入；這是因為執行了redis.replicate_commands()之後，redis就開始使用multi/exec來包圍lua腳本中調用的指令，持久化和複制的隻是<code>*1\r\n$5\r\nmulti\r\n*3\r\n$3\r\nset\r\n$3\r\nnow\r\n$10\r\n1504460595\r\n*1\r\n$4\r\nexec\r\n</code>而不是整個lua腳本，那麼aof檔案和備庫中拿到的就是一個确定的結果。

并且在lua腳本中讀多寫少的情況下，隻持久化和複制寫指令，可以節省重新開機和備庫的cpu時間。

replicate_commands雖好但是也不能亂用，有幾個事項還是需要注意的：

在寫指令之前調用redis.replicate_commands()

當有大流量寫入時不建議用redis.replicate_commands()

慎用redis.set_repl()