用Lua脚本实现Redis原子操作的示例

目录

• 1. 环境准备
• 2. 编写Lua脚本
• 3. 加载并执行脚本
• 开发中的常见问题与解决方案
• 1. Lua脚本缓存问题
• 2. 参数传递错误
• 3. Redis集群兼容性
• 4. 脚本性能问题
• 5. 异常处理
• 完整示例：分布式锁
• 调试与优化建议
• 总结

1. 环境准备

依赖：在pom.XML中添加Spring Data Redis：

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

配置RedisTemplate：

@Configuration
public class RedisConfig {
    @Bean
    public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisTemplate<String, Object> template = new RedisTemplate<>();
        template.setConnectionFactory(factory);
        template.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());
        template.setValueSerializer(new GenericJackson2jsonRedisSerializer());
        return template;
    }
}

2. 编写Lua脚本

以分布式锁为例，实现加锁和解锁的原子操作：

加锁脚本 lockCAGUKRtWf.lua

local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
local expire = ARGV[2]
-- 如果key不存在则设置，并添加过期时间
if redis.call('setnx', key, value) == 1 then
    redis.call('expire', key, expire)
    return 1 -- 加锁成功
else
    return 0 -- 加锁失败
end
http://www.devze.com

解锁脚本 unlock.lua

local key = KEYS[1]
local value = ARGV[1]
-- 只有锁的值匹配时才删除
if redis.call('get', key) == value then
    return redis.call('del', key)
else
    return 0
end

3. 加载并执行脚本

定义脚本Bean：

@Configuration
public class LuaScriptConfig {
    @Bean
    public DefaultRedisScript<Long> lockScript() {
        DefaultRedisScript<Long> script = new DefaultRedisScript<>();
        script.setLocation(new ClassPathResource("lock.lua"));
        script.setResultType(Long.class);
        return script;
    }
}

调用脚本：

@Service
public class RedisLockService {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
    @Autowired
    private DefaultRedisScript<Long> lockScript;

   http://www.devze.com public boolean tryLock(String key, String value, int expireSec) {
        List<String> keys = Collections.singletonList(key);
        Long result = redisTemplate.execute(
                lockScript,
                keys,
                value,
                String.valueOf(expireSec)
        );
        return result != null && result == 1;
    }
}

开发中的常见问题与解决方案

1. Lua脚本缓存问题

• 问题：每次执行脚本会传输整个脚本内容，增加网络开销。
• 解决：Redis会自动缓存脚本并返回SHA1值，Spring Data Redis的DefaultRedisScript会自动管理SHA1。确保脚本对象是单例，避免重复加载。

2. 参数传递错误

问题：KEYS和ARGV数量或类型不匹配，导致脚本执行失败。

解决：明确区分参数类型：

// 正确传参示例
List<String> keys = Arrays.asList("key1", "key2"); // KEYS数组
Object[] args = new Object[]{"arg1", "arg2"};      // ARGV数组

3. Redis集群兼容性

问题：集群模式下，所有操作的Key必须位于同一slot。

解决：使用{}定义hash tag，强制Key分配到同一节点：

String key = "{user}:lock:" + userId; // 所有包含{user}的Key分配到同一节点

4. 脚本性能问题

问题：复杂Lua脚本可能阻塞Redis，影响性能。

解决：

• 避免在Lua中使用循环或复杂逻辑。
• 优先使用Redis内置命令（如SETNX、EXPIRE）。

5. 异常处理

问题：脚本执行超时或返回非预期结果。

解决：捕获异常并设计重试机制：

public boolean tryLockWithRetry(String key, int maxRetry) {
    int retry = 0;
    while (retry < maxRetry) {
        if (tryLock(key, "value", 30)) {
            return true;
        }
        retry++;
        Thread.sleep(100); // 短暂等待
    }
    return false;
}

完整示例：分布式锁

// 加锁
public boolean lock(String key, String value, int expireSec) {
    return redisTemplate.execute(
        lockScript,
        Collections.singletonList(key),
        value,
        String.valueOf(exp编程客栈ireSec)
    ) == 1;
}

// 解锁
public void unlock(String key, String value) {
    Long result = redisTemplate.execute(
        unlockScript,
        Collections.singletonList(key),
        value
    );
    if (result == null || result == 0) {
  编程客栈      throw new RuntimeException("解锁失败：锁已过期或非持有者");
    }
}

调试与优化建议

Redis CLI调试：

# 直接在Redis服务器测试脚本
EVAL "return redis.call('setnx', KEYS[1], ARGV[1])" 1 mykey 123

日志配置：

# application.properties
logging.level.org.springframework.data.redis=DEBUG

监控脚本执行时间：

# Redis慢查询日志
slowlog-log-slower-than 5
slowlog-max-len 128

总结

通过Lua脚本，可以轻松实现Redis复杂操作的原子性，解决高并发下的竞态条件问题。在Spring Boot中，结合RedisTemplate和DefaultRedisScript，能够高效集成Lua脚本。开发时需注意参数传递、集群兼容性和异常处理，避免踩坑。

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