Lua语言

在黑马点评项目实战中，在提到确保分布式锁的获取锁和释放锁的时候提到了Redis的Lua脚本，本文来简单介绍一下Lua语言和简单语法。

​​一、Redis 的 Lua 脚本是什么？​​

Redis 支持通过 ​​Lua 脚本​​在服务端直接执行一系列操作，这些脚本会被 Redis 解释器原子性地执行（即执行期间不会被其他命令打断）。其核心价值是：

• ​​原子性​​：多个 Redis 命令被打包成一个脚本执行，避免多次网络往返和中间状态的不一致。
• ​​高效性​​：减少客户端与 Redis 服务器的网络交互次数（单次请求完成多步操作）。
• ​​灵活性​​：支持复杂逻辑（如条件判断、循环、函数封装），弥补 Redis 原生命令的不足。

​​二、Lua 语言简介​​

Lua 是一种​​轻量级、嵌入型、跨平台的脚本语言​​，由巴西里约热内卢天主教大学（PUC-Rio）的开发团队于 1993 年设计。它的设计目标是“简单、高效、可嵌入”，因此被广泛用于游戏引擎（如《魔兽世界》）、嵌入式系统、数据库（如 Redis）等场景。

​​Lua 的核心特点​​

1. ​​轻量级​​：解释器仅几百 KB，内存占用极低。
2. ​​快速高效​​：运行速度接近 C 语言（基于寄存器的虚拟机设计）。
3. ​​可嵌入性​​：能轻松集成到 C/C++、Java 等语言的程序中（Redis 即通过 C 语言实现了 Lua 解释器）。
4. ​​弱类型​​：变量无需声明类型，动态类型转换灵活。
5. ​​表（Table）为核心​​：所有数据结构（数组、字典、对象）均基于 table 实现。

​​三、Lua 简单语法入门​​

Lua 的语法简洁，学习成本低。以下是最基础的常用语法：

​​1. 注释​​

• 单行注释：-- 这是注释
• 多行注释：--[[ 这是多行注释 --]]

​​2. 变量与数据类型​​

Lua 是弱类型语言，变量无需声明类型，常用类型包括：

• ​​数值（Number）​​：整数或浮点数（如 10, 3.14）。
• ​​字符串（String）​​：用单引号 ' ' 或双引号 " " 包裹（如 'hello', "world"）。
• ​​布尔值（Boolean）​​：true 或 false（注意：Lua 没有 nil 以外的“假值”，nil 表示“无值”）。
• ​​表（Table）​​：唯一的复合数据类型，用 {} 定义（类似 JSON 对象或数组）。
• ​​函数（Function）​​：可赋值给变量，支持匿名函数。

​​3. 变量声明​​

• 全局变量：直接赋值（无需 var/let）。

  name = "Redis"  -- 全局变量 name

• 局部变量：用 local 声明（推荐，避免污染全局作用域）。

  local age = 10  -- 局部变量 age

​​4. 条件判断（if-elseif-else）​​

local score = 85
if score >= 90 then
    print("优秀")
elseif score >= 80 then
    print("良好")
else
    print("加油")
end

​​5. 循环（for）​​

-- 遍历数组（索引从 1 开始）
local fruits = {"apple", "banana", "orange"}
for i = 1, #fruits do  -- #fruits 是数组长度（3）
    print(fruits[i])
end

-- 数值范围循环（i 从 1 到 5）
for i = 1, 5 do
    print(i)
end

​​6. 函数（Function）​​

-- 定义函数（计算两数之和）
local function add(a, b)
    return a + b
end

-- 调用函数
print(add(3, 5))  -- 输出 8

-- 匿名函数（赋值给变量）
local multiply = function(a, b)
    return a * b
end
print(multiply(2, 4))  -- 输出 8

​​7. 表（Table）：Lua 的“万能容器”​​

表是 Lua 中唯一的数据结构，可模拟数组、字典、对象等：

-- 数组（索引从 1 开始）
local arr = {10, 20, 30}
print(arr[1])  -- 输出 10

-- 字典（键值对）
local user = {
    name = "张三",
    age = 25,
    isStudent = false
}
print(user.name)  -- 输出 "张三"

-- 混合表（数组+字典）
local info = {
    {"北京", "上海"},  -- 索引 1: 数组部分
    city = "广州",     -- 索引 "city": 字典部分
    population = 1500  -- 索引 "population": 字典部分
}
print(info[1][1])    -- 输出 "北京"
print(info.city)     -- 输出 "广州"

​​四、Redis 中使用 Lua 脚本的示例​​

回到之前的分布式锁场景，用 Lua 脚本实现“原子性解锁”：

​​Lua 脚本逻辑​​

-- KEYS[1]: 锁的键（如 "order:userId"）
-- ARGV[1]: 当前线程的标识（如 "thread:123"）
if redis.call("GET", KEYS[1]) == ARGV[1] then
    return redis.call("DEL", KEYS[1])  -- 锁归属匹配，删除锁
else
    return 0  -- 锁已被其他线程持有，不操作
end

​​Java 中调用 Lua 脚本（以 Spring Data Redis 为例）​​

public void unlock(String lockKey, String threadId) {
    // 定义 Lua 脚本
    String script = "if redis.call('get', KEYS[1]) == ARGV[1] then " +
                    "   return redis.call('del', KEYS[1]) " +
                    "else " +
                    "   return 0 " +
                    "end";
    
    // 执行脚本（KEYS 参数是锁的键，ARGV 参数是线程 ID）
    Long result = stringRedisTemplate.execute(
        new DefaultRedisScript<>(script, Long.class),
        Collections.singletonList(lockKey),
        threadId
    );
    
    // result 为 1 表示删除成功，0 表示锁已被其他线程持有
}

​​五、总结​​

• ​​Redis 的 Lua 脚本​​：在服务端原子性执行多条命令，解决分布式场景下的原子性问题（如分布式锁）。
• ​​Lua 语言​​：轻量、高效、可嵌入，核心特点是“表”和“函数”，语法简单易学。
• ​​实际应用​​：通过 Lua 脚本可以将多个 Redis 操作合并为一个原子操作，避免网络开销和中间状态不一致的问题（如分布式锁的解锁、库存扣减等）。