Redis中的Lua脚本(三)

Lua脚本

EVAL命令的实现

EVAL命令的执行过程可以分为以下三个步骤:

1.根据客户端给定的Lua脚本，在Lua环境中定义一个Lua函数
2.将客户端给定的脚本保存到lua_scripts字典，等待将来进一步使用
3.执行刚刚在Lua环境中定义的函数，以此来执行客户端给定的Lua脚本
以下命令作为示例，分别介绍EVAL命令执行的三个步骤:

c 复制代码

127.0.0.1:6379> EVAL "return 'hello world'" 0
"hello world"

定义脚本函数

当客户端向服务器发送EVAL命令，要求执行某个Lua脚本的时候，服务器首先要做的就是在Lua环境中，为传入的脚本定义一个与这个脚本相对应的Lua函数，其中，Lua函数的名字由f_前缀加上脚本的SHA1校验和(四十个字符长)组成，而函数的体(body)则是脚本本身

使用函数来保存客户端传入的脚本有以下好处:

1.执行脚本的步骤非常简单，只要调用与脚本相对应的函数即可
2.通过函数的局部性来让Lua环境保持清洁，减少了垃圾回收的工作量，并且避免了使用全局变量
3.如果某个脚本所对应的函数在Lua环境中被定义过至少一次，那么只要记得这个脚本的SHA1校验和，服务器就可以在不知道脚本本身的情况下，直接通过调用Lua函数来执行脚本，这时EVALSHA命令的实现原理

例子

举个例子，对于命令:

c 复制代码

EVAL "return 'hello world'" 0

来说，服务器将在Lua环境中定义以下函数:

c 复制代码

function f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91()
return 'hello world'
end

因为客户端传入的脚本为return 'hello world'，而这个脚本的SHA1校验和为5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91所以函数的名字为f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91，而函数的体则为return 'hello world'.

将脚本保存到lua_scripts字典

EVAL命令要做的第二件事是将客户端传入的脚本保存到服务器的lua_scripts字典里面。

例子

举个例子，对于命令:

c 复制代码

EVAL "return 'hello world'" 0

来说，服务器将在lua_scripts字典中新添加一个键值对，其中键为Lua脚本的SHA1校验和

c 复制代码

5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91

而值则为Lua脚本本身:

c 复制代码

retuern 'hello world'

添加新键值对之后，lua_scripts字典如上图所示:

执行脚本函数

在为脚本定义函数，并且将脚本保存到lua_scripts字典之后，服务器还需要进行一些设置钩子、传入参数之类的准备动作，才能正式开始执行脚本。整个准备和执行脚本的过程如下:

1.将EVAL命令中传入的键名(key name)参数和脚本参数分别保存到KEYS数组和ARGV数组，然后将这两个数组作为全局变量传入到Lua环境里面
2.为Lua环境装载超时处理钩子(hook)，这个钩子可以在脚本出现超时运行情况是，让客户端通过SCRIPT KILL命令停止脚本，或者通过SHUTDOWN命令直接关闭服务器
3.执行脚本函数
4.移除之前装载的超时钩子
5.将执行脚本函数所得的结果保存到客户端状态的输出缓冲区里面，等待服务器将结果返回给客户端

例子

举个例子。对于如下命令:

c 复制代码

EVAL "return 'hello world'" 0

服务器将执行以下动作:

1.因为这个脚本没有给定任何键名参数或者脚本参数，所以服务器会跳过传值到KEYS数组或ARGV数组这一步

2.为Lua胡娜经装载超时处理钩子

3.在Lua环境中执行f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91函数

4.移除超时钩子

5.将执行f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91函数所得的结果"hello world"保存到客户端状态的输出缓冲区里面

6.对Lua环境执行垃圾回收操作

至此,命令:

c 复制代码

EVAL "return 'hello world'" 0

执行算是完成了，之后服务器只要将保存在输出缓冲区里面的执行结果返回给执行EVAL命令的客户端就可以了

EVALSHA命令的实现

每个被EVAL命令成功执行过的Lua脚本，在Lua环境里面都有一个与这个脚本相对应的Lua函数，函数的名字由f_前缀加上40个字符串的SHA1校验和组成，例如f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91.只要脚本对应的函数曾经在Lua环境里面定义过，那么即使不知道脚本的内容本身，客户端也可以根据脚本的SHA1校验和来调用脚本对应的函数，从而达到执行脚本的目的，这就是EVALSHA命令的实现原理。

伪代码描述

python 复制代码

def EVALSHA(sha1):
# 拼接出函数的名字
# 例如 f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91
func_name = "f_" + sha1

# 查看这个函数在Lua环境中是否存在
if function_exists_in_lua_env(func_name):
# 如果函数存在，那么执行它
execute_lua_function(func_name)
else:
# 如果函数不存在，那么返回一个错误
send_scirpt_error("SCRIPT NOT FOUND")

例子

举个例子。当服务器执行完以下EVAL命令之后:

c 复制代码

127.0.0.1:6379> EVAL "return 'hello world'" 0
"hello world"

Lua环境里面就定义了以下函数:

c 复制代码

function f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91()
return 'hello world'
end

当客户端执行以下EVALSHA命令时:

c 复制代码

127.0.0.1:6379> EVALSHA 5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91 0
"hello world"

服务器首先根据客户端输入的SHA1校验和，检查函数f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91

是否存在于Lua环境中，得到的回应时该函数确实存在，于是服务器执行Lua环境中的f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91函数，并将结果"hello world"返回给客户端