基于Redission高级应用23-掌握RScript原理及工具类实战
概述：
RScript 是 Redisson 提供的一个 Java 类，用于在 Redis 服务器上执行 Lua 脚本。Lua 脚本在 Redis 中以原子方式执行，这意味着在执行脚本的过程中，不会有其他命令插入执行，从而保证了操作的原子性和一致性。以下是 RScript 的详细原理和使用背景：
详细原理：
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Lua 脚本支持：Redis 自 2.6 版本起内置了对 Lua 脚本的支持。Lua 是一种轻量级的脚本语言，可以用来编写复杂的 Redis 命令序列。
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原子性执行：Lua 脚本在 Redis 中作为一个整体执行，中间不会被其他命令打断，这为复杂的数据操作提供了事务性的特性。
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减少网络开销：通过将多个命令组合在一个脚本中执行，可以减少客户端与 Redis 服务器之间的网络往返次数，提高效率。
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脚本缓存：Redis 在第一次执行脚本时会对其进行编译，并将编译后的字节码缓存起来。后续可以通过脚本的 SHA1 校验和直接调用，无需再次传输整个脚本。
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Redisson 的封装：
RScript是 Redisson 对 Redis Lua 脚本功能的封装，提供了一个更加友好的 Java API 来执行 Lua 脚本。
使用背景：
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复杂逻辑处理：当需要在 Redis 中执行包含多个步骤的复杂逻辑时，可以使用 Lua 脚本来实现，确保数据操作的原子性。
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自定义命令：可以通过 Lua 脚本来扩展 Redis 的命令集，实现自定义的命令逻辑。
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性能优化：在需要执行多个依赖于彼此结果的 Redis 命令时，使用 Lua 脚本可以避免多次网络延迟，提高执行效率。
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数据一致性：在需要对多个键进行操作，并要求这些操作要么全部成功要么全部失败时，Lua 脚本提供了一种解决方案。
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分布式应用：在分布式系统中，Lua 脚本可以用来实现诸如分布式锁、计数器、队列等功能。
优点：
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原子性操作：Lua 脚本在 Redis 中以单个操作的方式执行，保证了在执行脚本的过程中不会被其他命令打断，实现了操作的原子性。
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性能提升：将多个命令封装在一个脚本中执行，可以减少客户端与服务器之间的通信次数，从而减少网络延迟并提高执行效率。
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减少代码复杂性：通过在服务器端执行复杂逻辑，可以简化客户端代码，特别是在处理多步操作或事务时。
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脚本缓存：Redis 在第一次执行 Lua 脚本时编译并缓存，后续执行相同脚本时可以直接使用缓存，提高执行速度。
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扩展性：Lua 脚本使得可以在不更改 Redis 源代码的情况下扩展 Redis 功能，实现自定义命令。
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简化事务处理：在需要使用 Redis 事务时，Lua 脚本提供了一种更加灵活的方式来处理事务，而不是使用传统的 MULTI/EXEC 命令。
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跨平台：Redisson 的
RScript类为 Java 应用提供了跨平台的脚本执行能力，无需担心不同操作系统间的差异。
缺点：
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性能瓶颈：如果 Lua 脚本执行时间过长，会阻塞 Redis 服务器上的其他操作，因为 Redis 是单线程的。
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调试困难：Lua 脚本的调试不如 Java 等其他语言方便，错误信息可能不够明确，导致问题难以定位。
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学习成本：需要额外学习 Lua 语言及其在 Redis 环境中的应用，对于只熟悉 Java 的开发者来说可能是一个挑战。
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安全风险：不正确的脚本可能导致数据的不一致性或者安全问题。例如，一个无限循环的脚本可能会导致 Redis 服务器不响应。
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资源消耗：复杂的 Lua 脚本可能消耗大量 CPU 资源，影响 Redis 服务器的整体性能。
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环境依赖：
RScript的使用依赖于 Redisson 客户端和 Redis 服务器环境，如果环境配置不当，可能会导致脚本执行失败。 -
版本兼容性：Redis 的不同版本对 Lua 脚本的支持可能有所不同，需要确保 Redis 服务器版本与 Redisson 客户端兼容。
总的来说，RScript 提供了一个强大的机制来执行复杂的操作和事务，同时确保了原子性和性能。然而，它也带来了额外的学习成本和潜在的性能风险。在使用 RScript 时，开发者应该对 Lua 脚本进行仔细的测试和优化，以确保它们不会对 Redis 服务器的性能造成负面影响。
使用示例：
以下是一个使用 Redisson 的 RScript 类执行 Lua 脚本的简单示例：
import org.redisson.api.RScript;
import org.redisson.api.RedissonClient;
// 创建 Redisson 客户端实例
RedissonClient redisson = Redisson.create();
// 定义 Lua 脚本
String script = "return 'Hello, ' .. ARGV[1]";
// 执行 Lua 脚本，传递参数 "world"
Object result = redisson.getScript().eval(RScript.Mode.READ_ONLY,
script,
RScript.ReturnType.VALUE,
Collections.emptyList(),
"world");
// 输出结果
System.out.println(result); // 打印 "Hello, world"
在这个示例中，使用 RScript 的 eval 方法执行了一个简单的 Lua 脚本，该脚本接受一个参数并返回一个拼接后的字符串。这只是 RScript 功能的一个非常基本的展示，在实际应用中，Lua 脚本可以执行更加复杂的操作。
实战应用：
用来以原子方式执行多个命令。如果想要将多个值插入到不同的Redis键中，可以编写一个Lua脚本，该脚本循环遍历键值对，并为每一个键值执行SET命令。
import org.redisson.Redisson;
import org.redisson.api.RScript;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import java.util.AbstractMap.SimpleEntry;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Map;
/**
* @Author derek_smart
* @Date 2024/6/19 9:41
* @Description 同时处理列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）和散列（hash/map
*/
public class RedisMultiKeyInsert {
private final RedissonClient redissonClient;
public RedisMultiKeyInsert(RedissonClient redissonClient) {
this.redissonClient = redissonClient;
}
// 批量插入多个键值对
public void multiKeySet(List<Map.Entry<String, String>> keyValuePairs) {
// Lua脚本，遍历所有键值对，并为每个键执行SET命令
String script = "for i=1,#KEYS do " +
" redis.call('set', KEYS[i], ARGV[i]) " +
"end";
// 准备KEYS和ARGV数组
List<Object> keys = new ArrayList<>();
List<Object> values = new ArrayList<>();
for (Map.Entry<String, String> entry : keyValuePairs) {
keys.add(entry.getKey());
values.add(entry.getValue());
}
// 执行Lua脚本
redissonClient.getScript().eval(
RScript.Mode.READ_WRITE,
script,
RScript.ReturnType.STATUS,
keys,
values.toArray()
);
}
// 示例用法
public static void main(String[] args) {
// 假设已经有了RedissonClient实例
RedissonClient redissonClient = Redisson.create();
// 创建工具类实例
RedisMultiKeyInsert multiKeyInsert = new RedisMultiKeyInsert(redissonClient);
// 准备要插入的键值对
List<Map.Entry<String, String>> keyValuePairs = new ArrayList<>();
keyValuePairs.add(new SimpleEntry<>("key1", "value1"));
keyValuePairs.add(new SimpleEntry<>("key2", "value2"));
keyValuePairs.add(new SimpleEntry<>("key3", "value3"));
// 执行批量插入
multiKeyInsert.multiKeySet(keyValuePairs);
// 关闭Redisson客户端
redissonClient.shutdown();
}
}
RedisMultiKeyInsert 类是一个为了在 Redis 中进行多键值对插入操作而设计的工具类。它使用 Redisson 的 RScript 接口来执行 Lua 脚本，该脚本以原子方式在 Redis 中插入或更新多个键值对。这个类封装了复杂的脚本细节，提供了一个简洁的 Java API 来执行批量操作。
对应方法：
multiKeySet: 这个方法接受一个键值对列表作为参数。它构建并执行一个 Lua 脚本，该脚本遍历列表中的每个键值对，并使用 Redis 的SET命令将它们插入到 Redis 数据库中。
使用场景：
- 批量数据插入：当需要一次性地将多个键值对写入 Redis 时，使用
RedisMultiKeyInsert可以减少网络往返次数，提高效率。 - 配置更新：在需要更新应用配置或其他键值数据集合时，可以使用这个类来确保所有的更新操作都是原子性的。
- 初始化缓存：如果在应用启动时需要预填充缓存数据，
RedisMultiKeyInsert可以帮助快速设置多个缓存键。 - 事务性操作：对于需要原子性地执行的多个插入操作，这个类提供了一种安全的方式来确保所有操作要么全部成功，要么全部失败，没有中间状态。
实现一个更复杂的：
import org.redisson.api.RScript;
import org.redisson.api.RedissonClient;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.Set;
/**
* @Author derek_smart
* @Date 2024/6/19 9:41
* @Description 同时处理列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）和散列（hash/map
*/
public class RedisMultiStructureInsert {
private final RedissonClient redissonClient;
public RedisMultiStructureInsert(RedissonClient redissonClient) {
this.redissonClient = redissonClient;
}
// 插入不同类型的数据结构
public void insertMultipleStructures(Map<String, String> strings,
Map<String, List<String>> lists,
Map<String, Set<String>> sets,
Map<String, Map<Double, String>> zsets,
Map<String, Map<String, String>> hashes) {
// Lua脚本
String script = "for key, value in pairs(ARGV[1]) do " +
" redis.call('set', key, value) " +
"end " +
"for key, values in pairs(ARGV[2]) do " +
" for _, value in ipairs(values) do " +
" redis.call('rpush', key, value) " +
" end " +
"end " +
"for key, values in pairs(ARGV[3]) do " +
" for _, value in ipairs(values) do " +
" redis.call('sadd', key, value) " +
" end " +
"end " +
"for key, values in pairs(ARGV[4]) do " +
" for score, value in pairs(values) do " +
" redis.call('zadd', key, score, value) " +
" end " +
"end " +
"for key, hash in pairs(ARGV[5]) do " +
" for field, value in pairs(hash) do " +
" redis.call('hset', key, field, value) " +
" end " +
"end";
// 执行Lua脚本
redissonClient.getScript().eval(
RScript.Mode.READ_WRITE,
script,
RScript.ReturnType.VALUE,
Collections.emptyList(), // KEYS参数为空，因为使用的是ARGV传递数据
strings, lists, sets, zsets, hashes
);
}
}
RedisMultiStructureInsert 类是一个专门设计来处理多种不同数据结构插入到 Redis 的工具类。它利用 Redisson 的 RScript 接口执行一个 Lua 脚本，该脚本能够以原子方式在 Redis 中插入或更新字符串、列表（list）、集合（set）、有序集合（zset）和散列（hash/map）类型的数据。
对应方法：
insertMultipleStructures: 这个方法接受五种不同类型的数据结构作为参数，包括字符串、列表、集合、有序集合和散列。它构建并执行一个 Lua 脚本，该脚本对每种数据结构执行相应的 Redis 命令，如SET、RPUSH、SADD、ZADD和HSET。
使用场景：
- 复杂数据初始化：当需要在应用启动时初始化包含各种数据类型的 Redis 数据时，
RedisMultiStructureInsert提供了一种方便的方法来批量执行这些操作。 - 数据迁移与同步：在数据迁移或同步过程中，如果需要在单个操作中处理多种数据结构，这个类可以帮助确保数据的一致性和原子性。
- 缓存更新：如果缓存策略涉及多种数据结构的更新，该类可以帮助原子方式执行更新，避免中间状态的出现。
- 事务性批量操作：对于需要事务性处理的场景，如同时更新多个用户的信息或排行榜数据，这个类提供了一种安全的方式来执行这些操作。
使用示例：
// 假设已经有了RedissonClient实例
RedissonClient redissonClient = Redisson.create();
// 创建工具类实例
RedisMultiStructureInsert multiStructureInsert = new RedisMultiStructureInsert(redissonClient);
// 准备要插入的不同类型的数据结构
Map<String, String> strings = new HashMap<>();
Map<String, List<String>> lists = new HashMap<>();
Map<String, Set<String>> sets = new HashMap<>();
Map<String, Map<Double, String>> zsets = new HashMap<>();
Map<String, Map<String, String>> hashes = new HashMap<>();
// 添加数据到相应的结构中
strings.put("key1", "value1");
lists.put("listKey", Arrays.asList("listValue1", "listValue2"));
sets.put("setKey", new HashSet<>(Arrays.asList("setValue1", "setValue2")));
zsets.put("zsetKey", new HashMap<Double, String>() {{
put(1.0, "zsetValue1");
put(2.0, "zsetValue2");
}});
hashes.put("hashKey", new HashMap<String, String>() {{
put("field1", "hashValue1");
put("field2", "hashValue2");
}});
// 执行批量插入
multiStructureInsert.insertMultipleStructures(strings, lists, sets, zsets, hashes);
// 关闭Redisson客户端
redissonClient.shutdown();
这个类特别适合于需要同时处理多种数据结构的场景，它通过减少网络通信和确保原子性操作来提高性能和可靠性
总结：
RedisMultiKeyInsert 和 RedisMultiStructureInsert 是两个专门为在 Redis 中执行批量插入操作而设计的工具类。它们通过 Redisson 的 RScript 接口执行 Lua 脚本，以原子方式向 Redis 数据库中插入或更新数据。这两个类封装了复杂的脚本逻辑，提供了简洁的 Java API 来执行复杂的批量操作。
RedisMultiKeyInsert 总结：
- 这个类专门用于批量插入简单的键值对数据。
- 它提供了一个
multiKeySet方法，接受一个键值对列表作为参数。 - 方法内部构建并执行 Lua 脚本，该脚本遍历每个键值对并使用
SET命令将它们插入到 Redis 中。 - 使用场景包括批量数据插入、配置更新、初始化缓存和事务性操作。
RedisMultiStructureInsert 总结：
- 这个类用于同时处理多种不同数据结构的批量插入操作。
- 它提供了一个
insertMultipleStructures方法，接受五种不同类型的数据结构作为参数：字符串、列表、集合、有序集合和散列。 - 方法内部构建并执行 Lua 脚本，该脚本为每种数据结构执行相应的 Redis 命令，例如
SET、RPUSH、SADD、ZADD和HSET。 - 使用场景包括复杂数据初始化、数据迁移与同步、缓存更新和事务性批量操作。
共同点：
- 两个类都通过 Lua 脚本在 Redis 中执行操作，确保了原子性，即要么所有操作都成功执行，要么都不执行。
- 它们减少了网络往返次数，提高了数据插入的效率。
不同点：
RedisMultiKeyInsert仅限于处理简单的键值对数据，而RedisMultiStructureInsert能够处理更复杂的数据结构，包括列表、集合、有序集合和散列。RedisMultiStructureInsert的insertMultipleStructures方法需要更复杂的参数和更详细的脚本来处理多种类型的数据结构。
在实际应用中，选择使用哪个类取决于所需执行的 Redis 操作类型。如果操作仅涉及简单的键值对设置，RedisMultiKeyInsert 可能更适合。如果需要同时处理多种复杂的数据结构，RedisMultiStructureInsert 将是更好的选择。在使用这些工具类时，开发者应当注意脚本的性能和资源消耗，尤其是在处理大量数据时，以确保不会对 Redis 服务器的性能造成不利影响。
转载自:https://juejin.cn/post/7382392140470353974