前言
關於 Redis 的“起承轉合”，我前面已經用五個篇章的長度作了一個 Redis 基礎篇——“起”篇的詳細闡述，相信大家無論之前有沒有接觸過 Redis，都能從中學到不少東西。基礎篇的內容顧名思義，只是個基礎，主要說了 Redis 的發展以及 Redis 的基本資料型別，內容跟平時使用關聯會比較大，難度不算大，希望大家能好好消化。 這裡送上基礎篇的飛機票：
【起】Redis 概述篇——帶你走過 Redis 的前世今生
【起】Redis 基礎篇——基本資料結構之String，Hash
【起】Redis 基礎篇——基本資料結構之 List，Set
【起】Redis 基礎篇——基本資料結構之 ZSet，Bitmap…
【起】Redis 基礎篇——基本資料結構之總結篇
在“承”篇中，我會圍繞 Redis 的原理來闡述，講一些相對比較高階的特性，比如本篇章要講到的 pub/sub（釋出/訂閱）模式，持久化機制，高效能特性，食物，記憶體回收機制等等，在接下來的篇章中，我會為大家穿針引線，把每個篇章的內容都串起來，這裡就先不佔用大家的前言篇章。
那話歸正題，我們今天來看一下關於 Redis 的釋出/訂閱模式。
正文
Redis 事務
先看官網 redis。io/topics/tran… redisdoc。com/topic/trans…
為什麼要用事務
我們知道 Redis 的單個命令是原子性的（比如 get set mget mset），如果涉及到多個命令的時候，需要把多個命令作為一個不可分割的處理序列，就需要用到事務。
例如我們之前說的用 setnx 實現分散式鎖，我們先 set，然後設定對 key 設定 expire，防止 del 發生異常的時候鎖不會被釋放，業務處理完了以後再 del，這三個動作我們就希望它們作為一組命令執行。
Redis 的事務有兩個特點：
按進入佇列的順序執行；
不會受到其他客戶端的請求的影響；
Redis 的事務涉及到四個命令：multi（開啟事務），exec（執行事務），discard（取消事務），watch（監視）
事務的用法
案例場景：tom 和 mic 各有 1000 元，tom 需要向 mic 轉賬 100 元。
tom 的賬戶餘額減少 100 元，mic 的賬戶餘額增加 100 元。
127。0。0。1：6379> set tom 1000OK127。0。0。1：6379> set mic 1000OK127。0。0。1：6379> multiOK127。0。0。1：6379> decrby tom 100QUEUED127。0。0。1：6379> incrby mic 100QUEUED127。0。0。1：6379> exec1） （integer） 9002） （integer） 1100127。0。0。1：6379> get tom“900”127。0。0。1：6379> get mic“1100”複製程式碼
透過 multi 的命令開啟事務。事物不能巢狀，多個 multi 命令效果一樣。
multi 執行後，客戶端可以繼續向伺服器傳送任意多條命令， 這些命令不會立即被執行， 而是被放到一個佇列中， 當 exec 命令被呼叫時， 所有佇列中的命令才會被執行。
透過 exec 的命令執行事務。如果沒有執行 exec，所有的命令都不會被執行。如果中途不想執行事務了，怎麼辦？
可以呼叫 discard 可以清空事務佇列，放棄執行。
multiset k1 1set k2 2set k3 3discard複製程式碼
watch 命令
在 Redis 中還提供了一個 watch 命令。
它可以為 Redis 事務提供 CAS 樂觀鎖行為（ Check and Set / Compare and Swap），也就是多個執行緒更新變數的時候，會跟原值做比較，只有它沒有被其他執行緒修改的情況下，才更新成新的值。
我們可以用 watch 監視一個或者多個 key，如果開啟事務之後，至少有一個被監視 key 鍵在 exec 執行之前被修改了， 那麼整個事務都會被取消（key 提前過期除外）。可以用 unwatch 取消。
client 1client 2127。0。0。1：6379> set balance 1000
OK
127。0。0。1：6379> watch balance
OK
127。0。0。1：6379> multi
OK
127。0。0。1：6379> incrby balance 100
QUEUED——127。0。0。1：6379> decrby balance 100
（integer） 900127。0。0。1：6379> exec
（nil）
127。0。0。1：6379> get balance
“900”-
事務可能遇到的問題
我們把事務執行遇到的問題分成兩種，一種是在執行 exec 之前發生錯誤，一種是在執行 exec 之後發生錯誤。
在執行 exec 之前發生錯誤
比如：入隊的命令存在語法錯誤，包括引數數量，引數名等等（編譯器錯誤）。
127。0。0。1：6379> multiOK127。0。0。1：6379> set ck 666QUEUED127。0。0。1：6379> hset ck 2673（error） ERR wrong number of arguments for ‘hset’ command127。0。0。1：6379> exec（error） EXECABORT Transaction discarded because of previous errors。複製程式碼
在這種情況下事務會被拒絕執行，也就是佇列中所有的命令都不會得到執行。
在執行 exec 之後發生錯誤
比如，型別錯誤，比如對 String 使用了 Hash 的命令，這是一種執行時錯誤。
127。0。0。1：6379> flushallOK127。0。0。1：6379> multiOK127。0。0。1：6379> set k1 1QUEUED127。0。0。1：6379> hset k1 a bQUEUED127。0。0。1：6379> exec1） OK2） （error） WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value127。0。0。1：6379> get k1“1”複製程式碼
最後我們發現 set k1 1的命令是成功的，也就是在這種發生了執行時異常的情況下，只有錯誤的命令沒有被執行，但是其他命令沒有受到影響。
這個顯然不符合我們對原子性的定義，也就是我們沒辦法用 Redis 的這種事務機制來實現原子性，保證資料的一致。
思考：
為什麼在一個事務中存在錯誤，Redis 不回滾？ 這個問題我們必須從 Redis 的設計開始說起，用過關係型資料庫的朋友們應該會感到奇怪，為啥 Redis 不支援事務回滾？我們先看看，Redis 有沒有必要支援回滾。 我們知道，Redis 的命令執行失敗只有在語法錯誤的情況下（在將這個命令放入事務佇列期間，Redis能夠發現此類問題），這個問題一般不會發生在生產環境中。 而且事務回滾並不能解決任何程式錯誤。例如，如果某個查詢會將一個鍵的值遞增2，而不是1，或者遞增錯誤的鍵，那麼事務回滾機制是沒有辦法解決這些程式問題的。 另外就是，Redis已經在系統內部進行功能簡化，這樣可以確保更快的執行速度，因為Redis不需要事務回滾的能力。
Lua 指令碼
Lua/ˈluə/是一種輕量級指令碼語言，它是用 C 語言編寫的，跟資料的儲存過程有點類似。
使用 Lua 指令碼來執行 Redis 命令的好處：
一次傳送多個命令，減少網路開銷。
Redis 會將整個指令碼作為一個整體執行，不會被其他請求打斷，保持原子性。
對於複雜的組合命令，我們可以放在檔案中，可以實現程式之間的命令集複用。
在 Redis 中呼叫 Lua 指令碼
使用 eval /ɪ‘væl/ 方法，語法格式：
redis> eval lua-script key-num ［key1 key2 key3 。。。。］ ［value1 value2 value3 。。。。］複製程式碼
eval 代表執行 Lua 語言的命令。
lua-script 代表 Lua 語言指令碼內容。
key-num 表示引數中有多少個 key，需要注意的是 Redis 中 key 是從 1 開始的，如果沒有 key 的引數，那麼寫 0。
［key1 key2 key3…］是 key 作為引數傳遞給 Lua 語言，也可以不填，但是需要和 key-num 的個數對應起來。
［value1 value2 value3 …。］這些引數傳遞給 Lua 語言，它們是可填可不填的。
示例，返回一個字串，0 個引數：
redis> eval “return ’Hello World‘” 0複製程式碼
在 Lua 指令碼中呼叫 Redis 命令
使用 redis。call（command， key ［param1， param2…］）進行操作。語法格式：
redis> eval “redis。call（’set‘，KEYS［1］，ARGV［1］）” 1 lua-key lua-value複製程式碼
command 是命令，包括 set、get、del 等。
key 是被操作的鍵。
param1，param2…代表給 key 的引數。
注意跟 Java 不一樣，定義只有形參，呼叫只有實參。
Lua 是在呼叫時用 key 表示形參，argv 表示引數值（實參）。
設定鍵值對
在Redis 中呼叫 Lua 指令碼執行 Redis 命令
redis> eval “return redis。call（’set‘，KEYS［1］，ARGV［1］）” 1 ck 2673 redis> get ck複製程式碼
以上命令等價於 set ck 2673。
在 redis-cli 中直接寫 Lua 指令碼不夠方便，也不能實現編輯和複用，通常我們會把指令碼放在檔案裡面，然後執行這個檔案。
在 Redis 中呼叫 Lua 指令碼檔案中的命令，操作 Redis
建立 Lua 指令碼檔案：
cd /usr/local/soft/redis5。0。5/srcvim ck。lua複製程式碼
Lua 指令碼內容，先設定，再取值：
redis。call（’set‘，’ck‘，’lua666‘）return redis。call（’get‘，’ck‘）複製程式碼
在 Redis 客戶端中呼叫 Lua 指令碼
cd /usr/local/soft/redis5。0。5/srcredis-cli ——eval ck。lua 0複製程式碼
得到返回值：
［root@localhost src］# redis-cli ——eval ck。lua 0“lua666”複製程式碼
案例：對 IP 進行限流
需求：在 X 秒內只能訪問 Y 次。
設計思路：用 key 記錄 IP，用 value 記錄訪問次數。
拿到 IP 以後，對 IP+1。 如果是第一次訪問，對 key 設定過期時間（引數 1）。 否則判斷次數，超過限定的次數（引數 2），返回 0。 如果沒有超過次數則返回 1。 超過時間， key 過期之後，可以再次訪問。
KEY［1］是 IP， ARGV［1］是過期時間 X，ARGV［2］是限制訪問的次數 Y。
——ip_limit。lua
——IP 限流，對某個 IP 頻率進行限制 ，6 秒鐘訪問 10 次
local num=redis。call（’incr‘，KEYS［1］）if tonumber（num）==1 then redis。call（’expire‘，KEYS［1］，ARGV［1］） return 1elseif tonumber（num）>tonumber（ARGV［2］） then return 0else return 1end複製程式碼
6 秒鐘內限制訪問 10 次，呼叫測試（連續呼叫 10 次）：
。/redis-cli ——eval “ip_limit。lua” app：ip：limit：192。168。8。111 ， 6 10複製程式碼
app：ip：limit：192。168。8。111 是 key 值 ，後面是引數值，中間要加上一個空格 和一個逗號，再加上一個空格。
即：。/redis-cli –eval ［lua 指令碼］［key…］空格，空格［args…］
多個引數之間用一個 空格 分割 。
程式碼：LuaTest。java
快取 Lua 指令碼
為什麼要快取 在指令碼比較長的情況下，如果每次呼叫指令碼都需要把整個指令碼傳給 Redis 服務端，會產生比較大的網路開銷。為了解決這個問題，Redis 提供了 EVALSHA 命令，允許開發者透過指令碼內容的 SHA1 摘要來執行指令碼。
如何快取 Redis 在執行 script load 命令時會計算指令碼的 SHA1 摘要並記錄在指令碼快取中，執行 EVALSHA 命令時 Redis 會根據提供的摘要從指令碼快取中查詢對應的指令碼內容，如果找到了則執行指令碼，否則會返回錯誤：“NOSCRIPT No matching script。 Please use EVAL。”
127。0。0。1：6379> script load “return ’Hello World‘”“470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b”127。0。0。1：6379> evalsha “470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b” 0 “Hello World”複製程式碼
自稱案例
Redis 有 incrby 這樣的自增命令，但是沒有自乘，比如乘以 3，乘以 5。
我們可以寫一個自乘的運算，讓它乘以後面的引數：
local curVal = redis。call（“get”， KEYS［1］）if curVal == false then curVal = 0else curVal = tonumber（curVal）end curVal = curVal * tonumber（ARGV［1］） redis。call（“set”， KEYS［1］， curVal） return curVal複製程式碼
把這個指令碼變成單行，語句之間使用分號隔開
local curVal = redis。call（“get”， KEYS［1］）； if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber（curVal） end； curVal=curVal *tonumber（ARGV［1］）； redis。call（“set”， KEYS［1］， curVal）； return curVal複製程式碼
script load ’命令‘
127。0。0。1：6379> script load ’local curVal = redis。call（“get”， KEYS［1］）； if curVal == false then curVal = 0 else curVal = tonumber（curVal） end； curVal = curVal * tonumber（ARGV［1］）； redis。call（“set”， KEYS［1］， curVal）； return curVal‘“be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441”複製程式碼
呼叫：
127。0。0。1：6379> set num 2OK127。0。0。1：6379> evalsha be4f93d8a5379e5e5b768a74e77c8a4eb0434441 1 num 6 （integer） 12複製程式碼
指令碼超時
Redis 的指令執行本身是單執行緒的，這個執行緒還要執行客戶端的 Lua 指令碼，如果 Lua 指令碼執行超時或者陷入了死迴圈，是不是沒有辦法為客戶端提供服務了呢？
eval ’while（true） do end‘ 0複製程式碼
為了防止某個指令碼執行時間過長導致 Redis 無法提供服務， Redis 提供了 lua-time-limit 引數限制指令碼的最長執行時間，預設為 5 秒鐘。
lua-time-limit 5000（redis。conf 配置檔案中）複製程式碼
當指令碼執行時間超過這一限制後，Redis 將開始接受其他命令但不會執行（以確保指令碼的原子性，因為此時指令碼並沒有被終止），而是會返回“BUSY”錯誤。
Redis 提供了一個 script kill 的命令來終止指令碼的執行。新開一個客戶端：
script kill複製程式碼
如果當前執行的 Lua 指令碼對 Redis 的資料進行了修改（SET、DEL 等），那麼透過 script kill 命令是不能終止指令碼執行的。
127。0。0。1：6379> eval “redis。call（’set‘，’ck‘，’666‘） while true do end” 0複製程式碼
因為要保證指令碼執行的原子性，如果指令碼執行了一部分終止，那就違背了指令碼原子性的要求。最終要保證指令碼要麼都執行，要麼都不執行。
127。0。0。1：6379> script kill（error） UNKILLABLE Sorry the script already executed write commands against the dataset。 You can either wait the script termination or kill the server in a hard way using the SHUTDOWN NOSAVE command。複製程式碼
遇到這種情況，只能透過 shutdown nosave 命令來強行終止 redis。
shutdown nosave 和 shutdown 的區別在於 shutdown nosave 不會進行持久化操作，意味著發生在上一次快照後的資料庫修改都會丟失。
總結：如果我們有一些特殊的需求，可以用 Lua 來實現，但是要注意那些耗時的操作。
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曦軒我是科班出身的程式設計師，php，Android以及硬體方面都做過，不過最後還是選擇專注於做 Java，所以有啥問題可以到公眾號提問討論（技術情感傾訴都可以哈哈哈），看到的話會盡快回復，希望可以跟大家共同學習進步，關於服務端架構，Java 核心知識解析，職業生涯，面試總結等文章會不定期堅持推送輸出，歡迎大家關注~~~
