Redis Lua 超时

时间:2022-05-24 hhgfy 人气:0

Redis提供了Lua脚本功能来让用户实现自己的原子命令，但也存在着风险，编写不当的脚本可能阻塞线程导致整个Redis服务不可用。

本文将介绍Redis中Lua脚本的基本用法，以及脚本超时导致的问题和处理方式。

EVAL命令简介

eval格式

Redis 提供了命令EVAL来执行Lua脚本，格式如下

EVAL script numkeys key [key …] arg [arg …]

其中 script 是将要执行的脚本内容，至于后面的脚本参数部分与本文无关，在此不做赘述。

特性

由于Redis对数据集单线程读写的特性，Lua脚本执行时会阻塞所有对数据集的读写操作，这给它带来了下面两个特性：

原子性：可以通过Lua脚本实现对数据集的原子读写操作，这和Redis的事务功能MULTI / EXEC类似
长时间阻塞风险：如果Lua脚本执行时间过长，导致整个Redis不可用

执行流程

已 eval "return 'hello world'" 0为例，脚本执行步骤如下

定义脚本函数

执行过的脚本可以根据hash值找到函数重新使用

Redis会根据传入的脚本内容生成函数，函数名由 f_ + 脚本内容的sha1摘要组成。

function f_5332031c6b470dc5a0dd9b4bf2030dea6d65de91()
	return 'hello world'
end

函数保存到 Lua_scripts字典，便于 evalsha使用

执行脚本函数

将KEYS和ARGV两个参数数组传入Lua执行环境
装载超时处理钩子
执行脚本
移除超时钩子
结果保存到客户端输出缓冲区，等待服务器将结果返回客户端
Lua环境垃圾回收

关于脚本超时

介绍完EVAL命令，下面来关注Lua脚本长时间阻塞的风险。

Redis的配置文件中提供了如下配置项来规定最大执行时长

Lua-time-limit 5000 Lua脚本最大执行时间，默认5秒

但这里有个坑，当一个脚本达到最大执行时长的时候，Redis并不会强制停止脚本的运行，仅仅在日志里打印个警告，告知有脚本超时。

Lua slow script detected: still in execution after 5000 milliseconds. You can try killing the script using the SCRIPT KILL command. Script SHA1 is: 2531e4edc1a1e2a9bac3c52e99466f9ccabf12c0

为什么不能直接停掉呢？

因为 Redis 必须保证脚本执行的原子性，中途停止可能导致内存的数据集上只修改了部分数据。

（只读的脚本应该是可以自动停的，没自动停的原因我猜测是：脚本超时严重可以肯定出现了编码错误，作者可能希望在测试中尽早发现这种问题，而不是靠自动停止导致bug被忽略？）

如果时长达到 Lua-time-limit 规定的最大执行时间，Redis只会做这几件事情：

日志记录有脚本运行超时

开始允许接受其他客户端请求，但仅限于 SCRIPT KILL 和 SHUTDOWN NOSAVE 两个命令

其他请求仍返回busy错误

SCRIPT KILL 命令

如果Lua只是读取数据而没做修改的话，执行 SCRIPT KILL 就可以直接终止脚本执行，不用担心数据被修改。

但是，如果脚本已经改写了数据内容，SCRIPT KILL将报出以下错误，因为它破坏数据集的内容。

(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.

SHUTDOWN NOSAVE 命令

如上所述，如果脚本已经执行了写命令，SCRIPT KILL将无法执行。那我们就只剩以下两种选择了：

继续等待脚本执行完成
使用 SHUTDOWN NOSAVE 来直接停掉 Redis，并避免脏数据持久化到磁盘

最后，不知道你有没有疑问，从开始执行脚本到 SHUTDOWN 之间的写命令会把日志写到AOF里吗？Lua脚本中的命令什么时候会写AOF里？

讲道理，既然 Redis 为了不破坏脚本的原子性而不让SCRIPT KILL执行，那么脚本中写命令的 “提交” 也应当是原子执行的，而不是执行一句就向AOF里写一句。

“提交”：借用数据库中 commit 的概念，这里指写入AOF文件中

下面就来验证这个猜测：

先执行 tail -f appendonly.aof 实时查看AOF文件变化

再开一个redis-cli 命令行执行一个内容如下的Lua脚本

redis.call('set','a','aaaa') --先执行写命令
local count = 1 
while( 999999999 > count ) -- 阻塞几秒
do  
   count = count+1   
end

127.0.0.1:6379> eval "redis.call('set','a','aaaa') local count = 1 while( 999999999 > count ) do  count = count+1   end" 0
(nil)
(8.65s)

现象是，脚本刚开始执行，AOF文件毫无反应，一直等到8秒后脚本完成，命令才追加写入到AOF中。

这就验证了Redis脚本里的写命令是等到执行完成后再一次性写入AOF的。

参考

Redis设计与实现

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