Redis从2.6版本开始支持Lua脚本，通过在服务器端嵌入Lua环境，客户端可以使用Lua脚本在服务器端原子的执行多个命令。 Redis服务器会单线程原子性执行Lua脚本，保证Lua脚本在处理的过程中不会被任意其它请求打断。

创建并修改Lua环境

为了在Redis服务器中执行Lua脚本，需要在Redis服务器内嵌一个Lua环境。因为Redis在任何时间最多只有一个脚本被放进Lua环境中执行，所以一个Redis服务器只需要创建一个Lua环境。

调用lua_open函数创建一个基本的Lua环境；—— 接下来的步骤都是针对这个Lua环境操作
载入多个函数库到Lua环境；—— Lua脚本基于这些函数库进行数据操作
在LuaLua中创建一个redis表格全局变量table；—— 包含对Redis进行操作的函数
使用Redis自制的随机函数替换Lua原有的随机函数；
创建排序函数；—— 对Redis命令的结果进行排序，消除不确定性

什么是不确定性？—— 集合是无序的，即使两个集合包含的元素完全相同，输出的结果也可能不同。
不确定性的命令：sinter、sunion、sdiff、smembers、hkeys、hvals、keys；
如何消除不确定性：当Lua脚本执行完一个带有不确定的命令后，会调用table.sort函数对命令的返回结果进行排序，保证相同的数据集总是产生相同的输出结果。

创建redis.pcall函数报告错误；
对Lua环境中的全局变量进行保护；—— 防止用户在执行Lua脚本过程中将额外的Lua全局变量添加到Lua环境中
将Lua环境保存到redisServer.lua属性中，等待执行服务器传来的Lua脚本；

如何执行Lua脚本？

伪客户端

因为执行Redis命令必须要有相应的客户端，所以为了执行LuaLua中包含的Redis命令，需要创建一个伪客户端，并由这个伪客户端负责处理Lua脚本中包含的所有命令。

lua_scripts字典

lua_scripts字典主要用于实现script exists命令和脚本复制功能。

Redis服务器使用一个lua_scripts字典保存Lua脚本，key为某个脚本的sha1校验和，value为对应的Lua脚本。所有被eval命令执行过的以及所有被script load命令载入过的Lua脚本保存到lua_scripts字典中。

使用Lua脚本执行命令过程

Lua环境将redis.call/redis.pcall函数的参数（即命令）传给伪客户端；
伪客户端将脚本想要执行的命令传给命令执行器；
命令执行器执行命令，并将结果返回伪客户端；
伪客户端接收命令执行器的命令结果，并发送给Lua环境；
Lua环境接收命令结果并返回给redis.call/redis.pcall函数；
redis.call/redis.pcall函数将命令结果作为函数返回值发送给脚本调用者；

Lua相关命令

可以通过eval/evalsha命令执行Lua脚本。

eval

eval "return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}" 2

作用

eval命令可以直接对输入的脚本进行求值。

执行过程

客户端向服务器发送eval命令，要求执行某个Lua脚本；
服务器在LuaLua中为客户端传入的Lua脚本定义一个Lua函数；
将客户端给定的Lua脚本保存进lua_scripts字典；
执行定义的Lua函数；

evalsha

evalsha可以根据脚本的sha1校验和来对脚本请求，但是要求这个脚本必须至少被eval命令执行过一次或这个校验和对应的脚本曾经被script load命令载入过。

每个被eval执行过的命令，在Lua环境中都有一个对应的Lua函数，函数名称为f_ + sha1校验和，函数体是脚本本身。如果某个脚本对应的Lua函数被定义过至少一次，那么只需要知道这个Lua函数的校验和直接调用Lua函数来执行脚本，而不需要具体的脚本内容。

script flush

script flush命令用于清除服务器中所有和Lua脚本相关的信息，释放并重建lua_script字典，关闭现有Lua环境并新建一个Lua环境。

script exists

script exists命令根据输入的sha1校验和查找对应的脚本是否存在lua_script字典中。

script load

script load命令会在Lua环境为脚本创建对应的Lua函数并保存进lua_script字典中。

script kill

如果服务器设置了lua-time-limit选项，那么每次执行Lua脚本之前，服务器都会在Lua环境中设置一个超时处理钩子。超时处理钩子会在脚本执行期间检查脚本执行了多长时间，如果执行时间超过了lua-time-limit选项设置的时长，超时处理钩子将会在脚本执行的间隙查看是否由script kill命令或shutdown命令到达。

如果超时执行的脚本未执行过写入操作，那么客户端可以通过script kill命令让服务器停止执行该脚本，并向客户端返回一个错误回复。

如果超时执行的脚本执行过写入操作，那么客户端只能通过shutdown nosave命令来停止服务器执行该脚本。

脚本复制

在主从模式下，Lua执行的写命令也会被同步到从服务器，如eval、evalsha、script load、script flush。

当主服务器执行eval、script load、script flush这三个命令时，会直接将被执行命令传播给所有从服务器。
同一个evalsha命令可能在主服务器执行成功，在从服务器执行失败，因为主服务器与从服务器载入的Lua脚本可能不同。所以Redis要求主服务器在传播evalsha命令时必须确保evalsha要执行的脚本在所有从服务器都载入过，否则主服务器会将evalsha命令转为eval命令再传播给从服务器。
主服务器向服务器传播命令时，会使用redisServer.repl_scriptcacha_dict字典记录已经将哪些脚本传播给了所有从服务器，key为sha1校验和，value为NULL。如果一个校验和存在lua_script而不存在repl_scriptcacha_dict，说明该脚本还未同步到全部从服务器。

使用Lua脚本的好处

减少网络开销：可以将多个命令用一个请求完成减少了网络往返时延；
原子操作：Redis会将整个脚本作为一个整体执行，中间不会被其他命令插入；
复用：客户端发送的脚本会保存在Redis服务器中，其他客户端可以复用这一脚本；

Redis(五)：Lua脚本