Redis EVAL执行Lua脚本之批量删除数据

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前言

redis数据库目前已经成为项目中不可或缺的一部分，在项目开发中出镜率非常的高;Lua是一个小巧的脚本语言，灵活性很强；从redis2.6.0版本之后，内置了Lua的解析器，可以通过redis执行lua脚本；

插个题外话，nginx+redis+lua可搭建高并发方案，想了解的朋友可以通过以下连接查看:
OpenResty(Nginx+Lua)高并发最佳实践
OpenResty高并发最佳实践–Redis操作
OpenResty高并发最佳实践–mysql操作

EVAL介绍

• 指令格式
  EVAL script numkeys key [key …] arg [arg …]
  script:待执行的脚本
  numkeys:key的个数
  [key …]:对应的key，可以是一个，可以是多个
  [arg …]:与key对应的值，可以是一个，可以是多个
• Lua获取传参数据
  记住，Lua的下表索引是从1开始的
  • key的获取方式
    KEYS[下标索引]，如KEYS[1],取第一个值
  • 值的获取
    ARGV[1]
• 示例
  eval “return {KEYS[1],KEYS[2],ARGV[1],ARGV[2]}” 2 key1 key2 first second

批量删除

• 使用场景
  假如说现在redis中一批数据，key的格式很规范，都是以test_id的形式存储在redis里面，由于某一天，这个业务下架了，需要把这部分数据给删除掉，清理出这部分废数据，我们可以怎么做呢？
  
  • 第一，通过终端删除
    比如，使用java，或者shell通过redis的keys指令，获取到数据的key，然后再使用for循环删除;shell脚本操作0库很容易，但是如果要存在切库的话，就会很麻烦。
  • 第二，使用Lua脚本(推荐使用)
    通过写一段Lua脚本，脚本的操作方式的业务逻辑一样，也是先keys，然后循环删除
• 为什么要使用Lua呢
  上面说了两种方式，操作的方式和原理都是一样的，为什么要推荐使用Lua这种方式呢，有以下几个原因
  • 原子性
    Redis 使用单个 Lua 解释器去运行所有脚本，并且， Redis 也保证脚本会以原子性(atomic)的方式执行：当某个脚本正在运行的时候，不会有其他脚本或 Redis 命令被执行。这和使用 MULTI / EXEC 包围的事务很类似。在其他别的客户端看来，脚本的效果(effect)要么是不可见的(not visible)，要么就是已完成的(already completed)。
    另一方面，这也意味着，执行一个运行缓慢的脚本并不是一个好主意。写一个跑得很快很顺溜的脚本并不难，因为脚本的运行开销(overhead)非常少，但是当你不得不使用一些跑得比较慢的脚本时，请小心，因为当这些蜗牛脚本在慢吞吞地运行的时候，其他客户端会因为服务器正忙而无法执行命令。
  • 减少带宽吞吐
    EVAL 命令要求你在每次执行脚本的时候都发送一次脚本主体(script body)。Redis 有一个内部的缓存机制，因此它不会每次都重新编译脚本，不过在很多场合，付出无谓的带宽来传送脚本主体并不是最佳选择。
  • 缓存及复用
    Redis 保证所有被运行过的脚本都会被永久保存在脚本缓存当中，这意味着，当 EVAL 命令在一个 Redis 实例上成功执行某个脚本之后，随后针对这个脚本的所有 EVALSHA 命令都会成功执行。
  • 可操作性
    使用Lua写一个可执行的脚本很快就可以完成，而使用java或其他终端，可能需要花很久。

使用keys获取数据删除

• 脚本编写
  在linux上的某个文件夹下创建通用删除lua脚本:clear_data.lua，并将以下代码拷贝进去：

  --选库
  redis.call('select',7)
  --获取传入的需要批量删除的key的前缀
  --记住 lua的下标索引是从1开始 不是0 不是0 不是0
  local key = KEYS[1]
  
  --如果没有传至 跳过
  if( key ~= nil) then
          --这里通过keys查询出所有符合条件的数据
          local dataInfos = redis.call('keys',KEYS[1])
          --判断是否找到数据
          if(dataInfos ~= nil) then
                  --循环删除
                  for i=1,#dataInfos,1 do
                          redis.call('del',dataInfos[i])
                  end
                  --返回删除的行数
                  return #dataInfos
          else
                  return 0
          end
  else
          return 0
  end
  

使用scan获取数据删除(推荐使用)

• 为什么推荐使用scan
  我们知道redis是一个单线程的，当我们库里面存在大量数据的时候，使用keys *的方式匹配数据的时候，可能需要好几秒才能处理完，那么在这个几秒的时间里是处于线程阻塞的，其他所有的redis操作都是处于等待状态，这样对系统的可用性是有影响的，因此，这里使用scan的方式匹配数据。
• scan介绍
  SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count]
  SCAN 命令是一个基于游标的迭代器（cursor based iterator）： SCAN 命令每次被调用之后， 都会向用户返回一个新的游标， 用户在下次迭代时需要使用这个新游标作为 SCAN 命令的游标参数， 以此来延续之前的迭代过程。
  当 SCAN 命令的游标参数被设置为 0 时， 服务器将开始一次新的迭代， 而当服务器向用户返回值为 0 的游标时， 表示迭代已结束。
  通俗点理解就是，基于游标的迭代器redis会慢慢一次次的将数据返回回来，从而防止线程阻塞。使用示例如下:

  127.0.0.1:6379[7]> scan 0 match test_*
  1) "1"
  2)  1) "test_1"
      2) "test_11"
      3) "test_4"
      4) "test_2"
      5) "test_7"
      6) "test_5"
      7) "test_9"
      8) "test_3"
      9) "test_8"
     10) "test_10"
  127.0.0.1:6379[7]> scan 1 match test_*
  1) "0"
  2) 1) "test_6"
  

  更多详情操作可参考scan api
• 脚本编写
  在linux上的某个文件夹下创建通用删除lua脚本:clear_data.lua，并将以下代码拷贝进去：

  redis.call("select",7)
  
  --游标的id
  local cursor = 0
  --查找删除的key的数量
  local keyNum = 0
  repeat
    --使用scan搜索，cursor=0的时候标识一个新的迭代期,服务器返回0的时候表示迭代已经结束
    local res = redis.call("scan",cursor,"MATCH",KEYS[1])
    if(res ~= nil and #res>=0) then
      cursor = tonumber(res[1])
      local ks = res[2]
      if(ks ~= nil and #ks>0) then
        redis.replicate_commands()
        --循环删除当前迭代器迭代出的数据
        for i=1,#ks,1 do
          local key = tostring(ks[i])
          --使用UNLINK删除，区别于del的是这个是异步执行的
          --这条指令要版本大于4.0.0 小于4.0.0就使用del
          redis.call("UNLINK",key)
        end
        --统计删除的key的数量
        keyNum = keyNum + #ks
      end
    end
  --当服务器返回0的时候，跳出循环
  until( cursor <= 0 )
  
  return keyNum
  

  UNLINK操作请参考官网文档说明

脚本执行

• 通过redis-cli执行脚本
  指令格式如下

  redis-cli -h 地址 -p 端口 -a 密码 --eval 以上创建文件的路径/clear_data.lua "需要删除的key的前缀_*"
  

• 多值传送示例

  redis-cli -h 地址 -p 端口 -a 密码 --eval 以上创建文件的路径/clear_data.lua "key1" "key2" , "va1" "va2"
  

• 脚本调用示例

  redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789 --eval /usr/local/redis/clear_data.lua "test_*"
  

  执行以上指令，就会将redis下以DATA_ID_开头的key全部删掉，如下图:
  
  

linux定时任务通过shell执行redis脚本

• 脚本示例
  redis_test_data.txt

  select 7
  set test_1 1
  set test_2 2
  set test_3 3
  set test_4 4
  set test_5 5
  set test_6 6
  set test_7 7
  set test_8 8
  set test_9 9
  set test_10 10
  set test_11 11
  

• linux执行脚本

  cat 脚本路径/redis_test_data.txt | redis-cli -h 地址 -p 端口 -a 密码
  

  示例:

  cat /usr/local/redis/data/redis_test_data.txt | redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789
  

  
  
• linux定时任务执行redis脚本失败的问题
  实际生成环境中会出现以上脚本直接手动执行是可以正常的，但是使用定时任务执行就失败了，经过分析测试，发现是定时任务执行的时候，环境变量没有生效，导致指令执行失败，因此需要对以上指令进行优化
  cat 脚本路径/redis_info.txt | redis安装路径/src/redis-cli(全路径) -h 地址 -p 端口 -a 密码
  示例：

  cat /usr/local/redis/data/redis_info.txt | /usr/local/redis/src/redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456789
  

总结

通过redis执行Lua脚本这个操作，可以让我们很多基础的运维操作变的很简单，开发过程中，也可以通过这种执行脚本的方式来降低redis的操作频率，将redis的性能发挥到极致…