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nodeJs封装redis-lua脚本方案

nodeJs封装redis-lua脚本方案

作者: blurooo | 来源:发表于2017-07-21 18:44 被阅读639次

    一、先啰嗦几句

    redis从2.6版本集成对lua脚本的支持,所以运用redis时,一些复杂的场景可以考虑通过lua脚本来处理,一段lua脚本在执行期具有原子性, 因此可以避免多服务或者并发的很多问题,例如一个杜撰的场景:

    设计一个抢红包应用,需要发放10000个红包回馈用户。设计方案是多实例,由redis存储一个计数器,每次用户发起抢红包请求时,首先判断计数器是否已经累计到10000了,是则返回已抢光,否则发放红包(用户抢到红包的信息也存储在redis)。

    分析:

    该场景下,如果设计方案中用户抢红包的行为不是放入队列的, 而是简单并发, 那么查询redis计数器这一步操作,很可能就会在临界点,例如已经被抢了9999个了,此时两个用户几乎同时抢红包,都查询到还能继续抢,最后发放了两个红包出去。当然,这还是乐观的,实际情况可能是瞬间并发量非常大,导致发放了更多的红包出去。

    那么我们希望

    查询计数器跟存储抢到红包的信息两个操作是原子性的,redis为我们提供了multi,实际上也是无法做到的,multi只适合可以并行的操作,对于这种需要先执行A再能决定是否执行B的串行操作不适用。

    此时lua就可以帮我们忙了,在lua里查询,判断,确定抢到红包完全是一个原子操作,也不需要把抢红包动作设计为一个队列,更不需要去担心并发的影响。

    此外,两个操作合并为一个lua脚本去执行时,还节省了一步redis的io耗时。

    进一步讲,redis缓存了所有执行过的lua脚本,只要设计得当,这个操作向redis传送脚本的带宽可以节省到一个sha码的大小。

    所以lua脚本对于redis来说可以是一把利刃。

    对于redis怎么调lua以及lua怎么写不作深入,如果不了解可以学习一下相关的内容。切入正题,nodeJs项目如果有用到redis,并且redis有调用lua脚本的需求,可以参考以下的方案封装:

    /**
     *
     * lua脚本集合
     *
     * 用于一些对redis原有数据有执行依赖的事务
     *
     * @author {cmx}
     */
    
    // redis连接,本身不创建,由外部传入。
    const redisClient;
    
    let instance = {
      script : {
    
      }
    };
    
    // 用于记录已在redis缓存过的脚本sha码
    let bufferScript = {};
    
    
    /**
     * 抢红包动作的脚本定义(keysLength值为KEY的个数)
     * 
     * KEYS[1]      计数器key
     * KEYS[2]      用户已抢到红包key
     * ARGV[1]      红包数额
     * ARGV[2]      limit
     *
     * @return 1 成功  -1 失败1
     */
    instance.script.grabbingRedPacket = {
      code : `
        if(redis.call('xxx', KEYS[1]) < tonumber(ARGV[2]))
        then
          if(redis.call('xxx', KEYS[2], ARGV[1]) == 1)
          then
            return 1
          end
        else
          return -1
        end
      `,
      keysLength : 2
    };
    
    
    /**
     *
     * lua执行器 自动判断是否已经缓存过  从而决定是向redis传递脚本还是sha
     *
     * @param name    本脚本所支持的指令  位于 instance.script 下
     * @param ...param  该指令所期待的参数, 按照KEYS到ARGV的顺序罗列
     */
    instance.run = function(name, ...param) {
      return new Promise((resolve, reject) => {
        if (!redisClient) {
          reject('redisClient is no ready');
        } else if (!instance.script[name]) {
          reject('this command is not supported');
        } else {
          if (bufferScript[name]) {
            redisClient.evalsha(bufferScript[name], instance.script[name].keysLength, ...param, (err, result) => {
              if (err) {
                reject(err);
              } else {
                resolve(result);
              }
            });
          } else {
            redisClient.script('load', instance.script[name].code, (err, sha) => {
              if (err) {
                reject(err);
              } else {
                bufferScript[name] = sha;
                redisClient.evalsha(sha, instance.script[name].keysLength, ...param, (err, result) => {
                  if (err) {
                    reject(err);
                  } else {
                    resolve(result);
                  }
                });
              }
            });
          }
        }
      });
    }
    
    
    module.exports = function(client) {
      if (!client) {
        return;
      }
      redisClient = client;
      return instance;
    }
    

    除查询类型的命令外, 增改删类型的命令返回值简单遵循一个规范:

    • 成功 返回值大于0
    • 失败 返回值小于0

    具体成功原因和失败原因由具体的返回值决定。

    命令

    装载一些项目需要用到的脚本, 全部位于 luaScript.script 下。

    执行器

    简单封装了一个用于执行脚本的方法 luaScript.run(name, ....param), 自动缓存脚本的sha码, 可以确保在服务存活周期内重复执行一段脚本时, 都是采用执行sha码的方案, 而不是每次把脚本完整传送到redis。其中 name 为已支持的脚本命令, 例如有 luaScript.script.grabbingRedPacket, 那么调用时 name 填入 grabbingRedPacket

    二、使用方法:

    1. 引入
    const redis = require('redis');
    const client = redis.createClient(config.REDIS_PORT, config.REDIS_HOST, config.REDIS_OPTIONS);
    // 传入一个redis连接即可
    const luaScript = require('xxx/lua-script')(client);
    
    1. 调用
    // 不需要关心这个脚本keys的数量, luaScript已经帮助实现了这个逻辑, 直接罗列命令期望的参数即可。
    luaScript.run('grabbingRedPacket',
        counterKey,
        userKey,
        amount,
        limit
      ).then(res => {
        ...
    });
    

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