為什麼使用Lua指令碼為什麼能合併多個原子操作？

Redis官方檔案：https://redis.io/docs/manual/programmability/eval-intro/

Redis 保證指令碼的原子執行。在執行指令碼時，所有伺服器活動在其整個執行期間都被阻止。這些語意意味著指令碼的所有效果要麼尚未發生，要麼已經發生。

指令碼提供了幾個在許多情況下都很有價值的屬性。這些包括：

• 通過在資料所在的地方執行邏輯來提供區域性性。資料區域性性減少了整體延遲並節省了網路資源。
• 確保指令碼原子執行的阻塞語意。
• 啟用 Redis 中缺少的或過於小眾的簡單功能的組合。

Lua 允許您在 Redis 中執行部分應用程式邏輯。這樣的指令碼可以跨多個鍵執行條件更新，可能以原子方式組合幾種不同的資料型別。

命令列應用Lua

Redis Eval 命令使用 Lua 直譯器執行指令碼。

這裡能幫我們實現 Redis 執行 Lua 指令碼的命令有兩個，一個是 EVAL，另一個是 EVALSHA。

redis Eval 命令基本語法如下：

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

其中 EVAL 是命令，script 是我們 Lua 指令碼的字串形式，numkeys 是我們要傳入的引數數量，key 是我們的入參，可以傳入多個，arg 是額外的入參。

以下嘗試演示指令碼KEYS和ARGV執行時全域性變數之間輸入引數的分佈：

redis> EVAL "return { KEYS[1], KEYS[2], ARGV[1], ARGV[2], ARGV[3] }" 2 key1 key2 arg1 arg2 arg3
1) "key1"
2) "key2"
3) "arg1"
4) "arg2"
5) "arg3"

但這種方式需要每次都傳入 Lua 指令碼字串，不僅浪費網路開銷，同時 Redis 需要每次重新編譯 Lua 指令碼，對於我們追求效能極限的系統來說，不是很完美。所以這裡就要說到另一個命令 EVALSHA 了，原生語法如下：

EVALSHA sha1 numkeys key [key ...] arg [arg ...]

不同的是這裡傳入的不是指令碼字串，而是一個加密串 sha1。這個 sha1 是從哪來的呢？它是通過另一個命令 SCRIPT LOAD 返回的，該命令是預載入指令碼用的。

Java使用者端應用Lua範例

注意Lua 指令碼並不會自動幫你完成回滾操作，如果你的指令碼邏輯中包含兩步寫操作，需要自己去做回滾。好在我們庫存扣減的邏輯針對 Redis 的命令就兩種，一個讀一個寫，並且寫命令在最後，這樣就不存在需要回滾的問題了。

以庫存扣減核心操作為例，完成核心 Lua 指令碼的編寫。其主要實現的功能就是查詢庫存並判斷庫存是否充足，如果充足，則做相應的扣減操作，指令碼內容如下：

-- 呼叫Redis的get指令，查詢活動庫存，其中KEYS[1]為傳入的引數1，即庫存key
local c_s = redis.call('get', KEYS[1])
-- 判斷活動庫存是否充足，其中KEYS[2]為傳入的引數2，即當前搶購數量
if not c_s or tonumber(c_s) < tonumber(KEYS[2]) then
   return 0
end
-- 如果活動庫存充足，則進行扣減操作。其中KEYS[2]為傳入的引數2，即當前搶購數量
redis.call('decrby',KEYS[1], KEYS[2])

然後我們將 Lua 指令碼轉成字串，並新增指令碼預載入機制。

預載入可以有多種實現方式，一個是外部預載入好，生成了 sha1 然後設定到設定中心，這樣 Java 程式碼從設定中心拉取最新 sha1 即可。

另一種方式是在服務啟動時，來完成指令碼的預載入，並生成單機全域性變數 sha1。我們這裡先採取第二種方式，程式碼結構如下圖所示：

以上是將 Lua 指令碼轉成字串形式，並通過 @PostConstruct 完成指令碼的預載入。然後新增 EVALSHA 方法，如下圖所示：

方法入參為活動商品庫存 key 以及單次搶購數量，並在內部呼叫 Lua 指令碼執行庫存扣減操作。看起來是不是很簡單？在寫完底層核心方法之後，我們只需要在下單之前，呼叫該方法即可，具體如下圖所示：

指令碼快取

到目前為止，我們已經使用EVAL命令來執行我們的指令碼。

每當我們呼叫時EVAL，我們還會在請求中包含指令碼的原始碼。重複呼叫EVAL執行同一套引數化指令碼，既浪費網路頻寬，也對 Redis 有一定的開銷。當然，節省網路和計算資源是關鍵，因此，Redis 為指令碼提供了一種快取機制。

您執行的每個指令碼都EVAL儲存在伺服器保留的專用快取中。快取的內容由指令碼的 SHA1 摘要總和組織，因此指令碼的 SHA1 摘要總和在快取中唯一標識它。您可以通過執行EVAL並隨後呼叫來驗證此行為INFO。