面试题：Redis事务与Lua脚本结合应用的基本原理

Question

请阐述Redis事务的基本特性，以及Lua脚本在Redis事务中起到什么作用？如何在Redis中使用Lua脚本配合事务实现一些简单的原子操作，比如对一个计数器先加1再判断是否大于10，若大于10则重置为0？

Answer 1

Redis事务基本特性

1. 单独的隔离操作：Redis事务中的所有命令会被序列化、按顺序执行。事务在执行过程中，不会被其他客户端发送来的命令请求所打断。
2. 没有隔离级别的概念：队列中的命令没有提交之前都不会实际被执行，因为事务提交前任何指令都不会被实际执行，也就不存在“事务内的查询要看到事务里的更新，在事务外查询不能看到”这个让人万分头痛的问题。
3. 不保证原子性：Redis单个命令的执行是原子性的，但Redis没有在事务上增加任何维持原子性的机制，所以事务中的命令如果在执行期间出现错误，下一个命令依然会执行。

Lua脚本在Redis事务中的作用

1. 简化复杂操作：通过Lua脚本可以将多个Redis命令组合在一起，减少网络开销，提升执行效率。在脚本执行期间，Redis会阻塞其他客户端的请求，保证脚本执行的原子性。
2. 实现复杂逻辑：可以实现一些在Redis原生命令中难以实现的复杂业务逻辑，例如根据不同条件执行不同的Redis命令组合。

在Redis中使用Lua脚本配合事务实现简单原子操作示例

以下是使用Lua脚本配合Redis事务实现对计数器先加1再判断是否大于10，若大于10则重置为0的示例。假设计数器的键名为counter_key：

-- 获取计数器当前值
local current_value = redis.call('GET', 'counter_key')
if current_value == nil then
    current_value = 0
else
    current_value = tonumber(current_value)
end
-- 计数器加1
current_value = current_value + 1
-- 将新值写回
redis.call('SET', 'counter_key', current_value)
-- 判断是否大于10
if current_value > 10 then
    redis.call('SET', 'counter_key', 0)
end
return current_value

在客户端中执行该Lua脚本，例如在Python中使用redis - py库：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db = 0)
script = """
local current_value = redis.call('GET', 'counter_key')
if current_value == nil then
    current_value = 0
else
    current_value = tonumber(current_value)
end
current_value = current_value + 1
redis.call('SET', 'counter_key', current_value)
if current_value > 10 then
    redis.call('SET', 'counter_key', 0)
end
return current_value
"""
result = r.eval(script, 0)
print(result)

这样就通过Lua脚本在Redis中实现了所需的原子操作。