用 Redis + Lua 守住打赏原子性：我在单体系统中的微观实践(续)

作者：旷野说
定位：Spring Boot 开发者速查手册 + 高并发系统设计认知指南
关键澄清：Redis Lua 不是"炫技"，而是高并发交易场景下守住原子性的最后一道微观防线；脚本管理、调试与集成效率，直接决定系统能否在资损边缘稳住阵脚。

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用 Redis + Lua 守住打赏原子性：我在单体系统中的微观实践

在"C 端"的打赏系统里，我们曾因"先查余额再扣款"的非原子操作，导致用户被多次扣款 。

那一刻我明白：高并发下的业务完整性，不能靠"事务"包打天下，而要下沉到 Redis + Lua 的原子执行层。

今天，我就以"用户赠送心动钻石"为例，手把手带你搭建一套 "脚本可管、逻辑原子、高并发安全" 的 Lua 实践体系------从 IDEA 编写到 Spring Boot 集成，再到压测兜底，全部落地于单体应用。

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一、为什么非得用 Lua？------因为"快"和"对"必须兼得

很多人问："用 @Transactional 不行吗？"

在低频场景可以。但在打赏这种 5000+ QPS 的高频交易中，DB 会成为瓶颈，而"查 → 判 → 扣"三步网络往返，哪怕 1ms 延迟，也会在并发下放大成超卖。

Redis + Lua 的优势：

• ✅ 单线程执行：整个脚本原子执行，无中间态
• ✅ 零网络往返：逻辑在 Redis 内部完成
• ✅ 逻辑内聚：防重、扣款、记日志一步到位

💡 典型原子单元：

"若用户未打赏过此礼物 → 扣钻石 → 记录流水 → 返回成功"

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二、项目结构：让 Lua 脚本"可维护、可追溯"

我们把脚本当作一等公民管理，而非硬编码字符串：

src/
└── main/
    ├── java/
    │   └── com.zuiyou.gift.service.GiftService.java
    └── resources/
        └── lua/
            ├── deduct_diamond.lua      <-- 扣钻石原子脚本
            └── claim_gift_idempotent.lua  <-- 幂等领取

✅ 好处：

• Git 可追踪变更
• 支持 IDE 语法高亮
• 单元测试可直接加载

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三、IDEA + EmmyLua：让 Lua 像 Java 一样好写

虽然 Lua 脚本不编译，但写错一个 end 就会导致运行时失败。

我们的做法：

1. 安装插件 ：IDEA → Marketplace → 搜索 EmmyLua
2. 获得 ：
   • 语法高亮
   • 括号自动补全
   • 函数跳转（配合注释）
3. 不追求"运行" ，但确保"写对"

📌 提醒：别在 Java 字符串里拼 Lua！维护成本极高，且无法格式化。

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四、Maven：为 Lua 脚本加上"语法守门员"

Lua 脚本虽不参与编译，但上线前必须语法校验 。我们用 Maven 插件在 process-resources 阶段自动检查：

<plugin>
  <groupId>org.codehaus.mojo</groupId>
  <artifactId>exec-maven-plugin</artifactId>
  <version>3.1.0</version>
  <configuration>
    <executable>luac</executable>
    <workingDirectory>${project.basedir}/src/main/resources/lua</workingDirectory>
    <arguments>
      <argument>-p</argument> <!-- 仅解析，不生成字节码 -->
      <argument>deduct_diamond.lua</argument>
    </arguments>
  </configuration>
  <executions>
    <execution>
      <phase>process-resources</phase>
      <goals><goal>exec</goal></goals>
    </execution>
  </executions>
</plugin>

✅ 效果：

• mvn clean package 时自动校验
• 语法错误直接构建失败，不让问题进测试环境
  ⚠️ 需在 CI/CD 机器安装 luac，或用 Docker 容器执行校验。

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五、Spring Boot + Redisson：安全加载与执行

我们选用 Redisson（非 Jedis/Lettuce），因其对 Lua 脚本支持最完善。

1. 依赖

<dependency>
  <groupId>org.redisson</groupId>
  <artifactId>redisson-spring-boot-starter</artifactId>
  <version>3.27.2</version>
</dependency>

2. Lua 脚本（resources/lua/deduct_diamond.lua）

-- KEYS[1]: user_balance_key (e.g., "balance:123")
-- KEYS[2]: claimed_set_key   (e.g., "gift:claimed:gift_001")
-- ARGV[1]: user_id
-- ARGV[2]: amount
-- ARGV[3]: gift_id

-- 防重：已领取？
if redis.call('SISMEMBER', KEYS[2], ARGV[1]) == 1 then
    return 0
end

-- 扣余额
local balance = tonumber(redis.call('HGET', KEYS[1], ARGV[1]))
if not balance or balance < tonumber(ARGV[2]) then
    return -1  -- 余额不足
end

redis.call('HINCRBY', KEYS[1], ARGV[1], -tonumber(ARGV[2]))
redis.call('SADD', KEYS[2], ARGV[1])
redis.call('EXPIRE', KEYS[2], 86400)

return 1  -- 成功

3. Java 服务层

@Service
public class DiamondService {

    private final RedissonClient redisson;
    private final RScript script;

    public DiamondService(RedissonClient redisson) {
        this.redisson = redisson;
        // 从 classpath 安全加载脚本
        String lua = ResourceUtil.readUtf8Str("lua/deduct_diamond.lua");
        this.script = redisson.getScript(StringCodec.INSTANCE);
    }

    public boolean tryDeduct(Long userId, int amount, String giftId) {
        String balanceKey = "balance:" + userId;
        String claimedKey = "gift:claimed:" + giftId;

        Boolean result = script.eval(
            RScript.Mode.READ_WRITE,  // 保证主从同步安全
            lua,
            Arrays.asList(balanceKey, claimedKey),
            userId.toString(), String.valueOf(amount), giftId
        );

        return Boolean.TRUE.equals(result);
    }
}

✅ 关键设计：

• READ_WRITE 模式：写操作必须走主库，避免主从延迟导致不一致
• 脚本预加载：Redisson 自动缓存 SHA，避免重复传输
• 防重 + 扣款 + 过期 一体化，杜绝超发

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六、高并发下的兜底措施（我们踩过的坑）

仅写对 Lua 还不够，还需运行时防护：

问题	解法
脚本执行慢	监控 Redis SLOWLOG，Lua 逻辑必须 O(1)
Redis 宕机	降级走 DB（SELECT FOR UPDATE），但限流至 100 QPS
脚本 Bug	所有操作写入 gift_log 表，供对账补偿
Key 冲突	用 gift:{env}:claimed:{giftId} 隔离多环境

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七、调试技巧：在资损前发现问题

1. 本地 Redis 启动时加 --loglevel verbose，查看 Lua 执行日志

2. 在 Lua 中加调试日志 ：

   redis.log(redis.LOG_WARNING, "User " .. ARGV[1] .. " deduct " .. ARGV[2])

3. 单元测试 ：用 embedded-redis 启动内存实例，验证边界条件

   @Test
   void testInsufficientBalance() {
       // SET balance:123 100
       // 调用 tryDeduct(123, 200, "gift_001")
       // 断言返回 false
   }

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Redis Lua 实践口诀（我的血泪总结）

脚本独立管，IDE 高亮看；
Maven 守语法，上线不翻船；
Redisson 加载稳，READ_WRITE 保主从；
防重扣款一体成，原子性在 Redis 中；
慢日志要监控，降级兜底不能松。

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结语：微观决定成败

在高并发系统中，一个 Lua 脚本的健壮性，可能比十个微服务拆分更重要 。

我们没有一上来就"上云上中台"，而是在单体内部，把 Redis Lua 做到极致------

• 脚本可维护
• 执行可监控
• 异常可补偿

结果：打赏资损率连续 18 个月为 0。

高并发的可靠性，不在宏大的架构图里，而在每一行 Lua 脚本的严谨中。

如需"幂等打赏""限量抢购"等具体 Lua 示例，欢迎留言交流！