Lua集成Redis及Nginx

1 Lua介绍

Lua是一门以其性能著称的脚本语言，被广泛应用在很多方面。Lua一般用于嵌入式应用，现在越来越多应用于游戏当中，魔兽世界,愤怒的小鸟都有用到。
优势

Lua极易嵌入到其他程序，可当做一种配置语言。
提升应用性能，比如:游戏脚本，nginx，wireshark的脚本
兼容性强，可以直接使用 C 代码写的函数。比如corona 移动应用开发平台，跟PhonePap类似，不过使用Lua做开发语言，应用可以build到iOS，Android，kindle fire，nook平台; 服务器端应该也是Lua。
在给软件提供嵌入式脚本编程能力上，Lua是绝佳选择。

官网：http://www.lua.org/
Lua脚本的作用:嵌入到应用程序中，给应用程序提供扩展功能。

2 安装

依赖安装:

yum install gcc -y

安装

curl -R -O http://www.lua.org/ftp/lua-5.4.4.tar.gz 

tar zxf lua-5.4.4.tar.gz
mv lua-5.4.4/usr/local/
cd  /usr/local/lua-5.4.4 
make linux test

ln -s /usr/local/lua-5.4.4/src/lua /usr/bin/lua

查看版本

[root@q101 lua-5.4.4]# lua -v
Lua 5.4.4  Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio

3 Lua语法

3.1 基础语法

参考：https://www.lua.org/manual/5.4/
运行方法
可以编写xxx.lu脚本，通过lua xxx.lua 运行，或者通过 lua -i 交互式编程
helloworld

[root@q101 lua_script]# vi helloworld.lua
[root@q101 lua_script]# lua helloworld.lua 
hello!

注释
单行：两个减号

--

多行注释

--[[
多行注释
多行注释
--]]

变量
全局变量：默认情况下，定义一个变量都是全局变量；
局部变量：局部变量声明时使用local关键字，例如：

--全局变量
a=1
--局部变量
local b=2

如果变量没有初始化，则默认值为nil这和Java中的null不同，例如

[root@q101 ~]# lua -i
Lua 5.4.4  Copyright (C) 1994-2022 Lua.org, PUC-Rio
> name="hello"
> local address="beijin"
> print(name)
hello
> print(address)
nil
>

数据类型
Lua 是动态类型语言，变量不要类型定义,只需要为变量赋值。值可以存储在变量中，作为参数传递或结果返回。 Lua 中有 8 个基本类型分别为：nil、boolean、number、string、userdata、function、thread 和 table。

数据类型	描述
nil	只有值nil属于该类，表示一个无效值(在条件表达式中相当于false)。
boolean	包含两个值:false和true。nil和false是 false
number	表示双精度类型的实浮点数
string	字符串由一对双引号或单引号来表示
function	由 C 或 Lua 编写的函数
userdata	表示任意存储在变量中的C数据结构
thread	表示执行的独立线路，用于执行协同程序
table	Lua 中的表(table)其实是一个"关联数组"(associative arrays)，数组的索引可以是数字、字符串或表类型。在 Lua 里，table 的创建是通过"构造表达式"来完成，最简单构造表达式是{}，用来创建一个空表。

lua中可以通过type函数查看对象类型，例如

> print(type("hello"))
string
> print(type(10.4))
number
> print(type(print))
function
> print(type(type))
function
> print(type(true))
boolean
> print(type(nil))
nil

3.2 流程控制

if语句
Lua if语句由一个布尔表达式作为条件判断，其后紧跟其他语句组成。语法:

if(布尔表达式)
then
    --[[ 布尔表达式为true时执行语句--]]
end

示例：

> age = 9
> if(age < 18)
>> then print("study")
>> end
study

if ...else 语句
语法：

if(布尔表达式)
then
    --[[表达式为true执行--]]
else
     --[[表达式为flase执行--]]
end

示例：

> age=30
> if(age<18)
>> then print("study")
>> else
>> print("work")
>> end
work

3.3 循环

while循环
语法：

while(condition)
do
    --[[满足条件执行内容--]]
end

示例：

a=10
while(a>0)
do
  print("a=",a)
  a=a-1
end

for循环
语法：
Lua 编程语言中 for 循环语句可以重复执行指定语句，重复次数可在 for 语句中控制。
语法:

for var=exp1,exp2,exp3
do
    --[[执行体--]]
end

var 从 exp1 变化到 exp2，每次变化以 exp3 为步长递增 var，并执行一次执行体内容。exp3 是可选的，如果不指定，默认为1。
示例：

for a=1,10,2
do
   print(a)
end

for a=1,10,2 a=1从1开始循环，10循环数据到10结束，2每次递增2

repeat...until语句
repeat...until 循环语句不同于 for 和 while循环，for 和 while 循环的条件语句在当前循环执行开始
时判断，而 repeat...until 循环的条件语句在当前循环结束后判断，满足until条件后循环结束。
语法：

repeat
    --[[执行体--]]
until(conditon)

示例：

num=10
repeat
   print(num)
   num=num+1
until(num>15)

3.4 函数

lua中也可以定义函数，类似于java中的方法。例如:

--比较2个值大小
function max(num1,num2)
   if(num1>num2) then
       result=num1
   else
       result=num2
   end

   return result
end

print("最大值是:",max(5,3))
print("最大值是:",max(11,12))

表
table 是 Lua 的一种数据结构用来帮助我们创建不同的数据类型，如:数组、字典等。 Lua也是通过table来解决模块(module)、包(package)和对象(Object)的。

-- 初始化表 
mytable = {}
-- 指定值 
mytable[0]= "Lua"
-- 移除引用 
mytable = nil

模块
模块定义
模块类似于一个封装库，从 Lua 5.1 开始，Lua 加入了标准的模块管理机制，可以把一些公用的代码放在一个文件里，以 API 接口的形式在其他地方调用，有利于代码的重用和降低代码耦合度。
创建一个文件叫module.lua，在module.lua中创建一个独立的模块，代码如下:

-- 文件名为 module.lua
-- 定义一个名为 module 的模块 
module = {}
-- 定义一个常量
module.constant = "这是一个常量"
-- 定义一个函数
function module.func1()
    print("这是一个公有函数") 
end
local function func2() 
    print("这是一个私有函数!")
end
function module.func3()
    func2()
end
return module

由上可知，模块的结构就是一个 table 的结构，因此可以像操作调用 table 里的元素那样来操作调用模块里的常量或函数。
上面的 func2 声明为程序块的局部变量，即表示一个私有函数，因此是不能从外部访问模块里的这个私有函数，必须通过模块里的公有函数来调用.

require 函数
require 用于引入其他的模块，类似于java中的类要引用别的类的效果。
语法：

require("模块名")
require "模块名"

两种都可以。我们可以将上面定义的module模块引入使用,创建一个test_module.lua文件，代码如下:

 -- test_module.lua 文件
-- module 模块为上文提到到 
module.lua require("module")
print(module.constant)
module.func3()

4 Redis + Lua

Redis 在 2.6 版本中推出了脚本功能，允许开发者将 Lua 语言编写的脚本传到 Redis 中执行。使用 Lua 脚本的优点有如下几点:

减少网络开销：本来需要多次请求的操作，可以一次请求完成，从而节约网络开销；
原子操作：Redis 会将整个脚本作为一个整体执行，中间不会执行其它命令；
复用：客户端发送的脚本会存储在 Redis 中，从而实现脚本的复用。

4.1 Redis执行lua脚本

# 将lua脚本载到redis
redis-cli script load "$(cat xxx.lua)"
# 执行上一步返回的sha值
redis-cli evalsha "xxx" 0

根据key获取Redis中的value
Redis中目前存在的数据

编写redis1.lua脚本

--索引以数值1开始
local key=KEYS[1]  
local list=redis.call("get",key);  
return list;

通过脚本获取Redis中的值

[root@q101 lua_script]# redis-cli --eval redis1.lua k1
"aaaa"
[root@q101 lua_script]# vi redis1.lua
[root@q101 lua_script]# redis-cli --eval redis1.lua k2
"bbb"

统计点击数
目前Redis中没有count值

编写redis2.lua

--每次执行count +1
local msg='count:'
local count = redis.call("get","count")
if not count then
        redis.call("set","count",0)
end

redis.call("incr","count")

return msg..count+1

执行redis2.lua

redis-cli --eval redis2.lua 0

redis中查询count值

4.2 redis2-nginx-module

redis2-nginx-module是一个支持 Redis 2.0 协议的 Nginx upstream 模块，它可以让 Nginx 以非阻塞方式直接防问远方的 Redis 服务，同时支持 TCP 协议和 Unix Domain Socket 模式，并且可以启用强大的 Redis 连接池功能。
GitHub：https://github.com/openresty/redis2-nginx-module
openresty自带redis2-nginx-module，可以直接使用
Nginx配置

location = /foo {
     default_type text/html;
     redis2_query set k1 'aaa';
     # 请求转发Redis
     redis2_pass 127.0.0.1:6379;
}

重启后访问http://192.168.88.101/foo，查看Redis中k1值

get请求

# 访问 ip/get?key=xxx
location = /get {
     default_type text/html;
     redis2_pass 127.0.0.1:6379;
     #redis2_query auth 123123;
     set_unescape_uri $key $arg_key;  # this requires ngx_set_misc
     redis2_query get $key;
}

set请求

location = /set {
    default_type text/html;
    redis2_pass 127.0.0.1:6379;
    #redis2_query auth 123123;
     # $arg_xxx未自定义
     set_unescape_uri $key $arg_uid;  # this requires ngx_set_misc
     set_unescape_uri $val $arg_uname;  # this requires ngx_set_misc
     redis2_query set $key $val;
 }

请求http://192.168.88.101/set?uid=11111&uname=zhangsan，查看Redis

操作集群

upstream redis_cluster {
     server 192.168.88.101:6379;
     server 192.168.88.102:6379;
 }
location = /redis {
default_type text/html;
         redis2_next_upstream error timeout invalid_response;
         redis2_query get foo;
         redis2_pass redis_cluster;
}

其他更多方法，参考官方文档。通过redis2-nginx-module需要对Nginx配置进行修改，不适用于复杂场景。通常使用更多的是通过外置lua脚本编写业务逻辑，Nginx conf引用lua，比如lua-resty-redis。

4.3 lua-resty-redis访问redis

nginx配置增加

location /luaresty {
    default_type text/html;
    content_by_lua_file script/luaresty.lua;
}

编写luaresty.lua
vi /usr/local/openresty/nginx/script/luaresty.lua

local redis = require "resty.redis"
local red = redis:new()
local ok,err = red:connect("127.0.0.1",6379)

if not ok then
   ngx.say("failed to connect:",err)
   return
end
--set key=user1   value=zhangsan
ok,err = red:set("user1","zhangsan")
if not ok then
   ngx.say("failed to set user1:",err)
   return
end
ngx.say("set result:",ok)

--get key=user1
local res,err = red:get("user1")
if not res then
   ngx.say("failed to get user1:",err)
   return
end

if res == ngx.null then
   ngx.say("user1 not found")
   return
end
ngx.say("user1:",res)

访问：http://192.168.88.101/luaresty

更多使用参考：https://github.com/openresty/lua-resty-redis
redis-cluster支持
参考：https://github.com/steve0511/resty-redis-cluster

5 OpenResty Nginx + Lua

5.1 OpenResty Nginx 安装

官网地址：http://openresty.org/cn/linux-packages.html

yum install yum-utils
yum-config-manager --add-repo https://openresty.org/package/centos/openresty.repo
yum install openresty -y
yum install openresty-resty -y

启动\关闭\重启等命令

# 启动
systemctl start openresty
# 查看状态
systemctl status openresty
# 加载配置
systemctl reload openresty
# 关闭
systemctl stop openresty

查看版本openresty -v

[root@q101 utils]# openresty -v
nginx version: openresty/1.19.9.1

测试lua脚本

vi /usr/local/openresty/nginx/conf/nginx.conf

# 在nginx.conf server中写入
location /lua {

    default_type text/html;
    content_by_lua 'ngx.say("<p>Hello, OpenResty!</p>")';
  }
  
# 保存后重新加载配置
systemctl reload openresty

浏览器访问http://192.168.88.101/lua

获取请求nginx uri中的变量
nginx配置修改

location /nginx_var {
      default_type text/html;
      content_by_lua_block {
         # arg_a表示获取参数名为a的参数值
         ngx.say(ngx.var.arg_a)
     }
 }

重新加载配置后浏览器访问：http://192.168.88.101/nginx_var?a=123123

5.2 lua-resty-http

下载安装
GitHub主页：https://github.com/ledgetech/lua-resty-http
下载后将lua-resty-http/lib/resty下所有文件上传到/usr/local/openresty/lualib/resty

编写脚本
vi /usr/local/openresty/nginx/script/resty1.lua
内容如下

local http = require("resty.http")
local httpc = http.new()

--http://www.baidu.com/s?wd=test
local resp, err = httpc:request_uri("http://www.baidu.com", {
    method = "GET",
    path = "/s?wd=test",
    headers = {
        ["User-Agent"] = "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/40.0.2214.111 Safari/537.36"
    }
})

if not resp then
    ngx.say("request error :", err)
    return
end

ngx.status = resp.status

for k, v in pairs(resp.headers) do
    if k ~= "Transfer-Encoding" and k ~= "Connection" then
        ngx.header[k] = v
    end
end

ngx.say(resp.body)
httpc:close()

配置nginx

resolver 8.8.8.8;
location /resty1 {
    default_type text/html;
    content_by_lua_file script/resty1.lua;
}

测试
访问：http://192.168.88.101/resty1

5.3 lua-resty-http实现一致性hash负载均衡

本节主要讲解使用lua脚本根据URL做定向转发，实现负载均衡。比如当商品详情访问增加，需要对商品访问进行分流，不同的商品走不同的服务器。网络拓扑图如下：

nginx配置

location /resty2 {
    default_type text/html;
    content_by_lua_file script/resty2.lua;
}

lua脚本编写
vi /usr/local/openresty/nginx/script/resty2.lua
内容如下：

local http = require("resty.http")
local httpc = http.new()
local hosts = {"192.168.88.102","192.168.88.103"}
local item_id= ngx.var.arg_id
--根据参数名为id的值进行hash计算
local id_hash = ngx.crc32_long(item_id)
local index = (id_hash % 2) +1

local resp, err = httpc:request_uri("http://"..hosts[index], {
    method = "GET",
    path = "/",
    headers = {
        ["User-Agent"] = "Mozilla/5.0 (Windows NT 6.1; WOW64) AppleWebKit/537.36 (KHTML, like Gecko) Chrome/40.0.2214.111 Safari/537.36"
    }
})

if not resp then
    ngx.say("request error :", err)
    return
end
ngx.say(resp.body)
httpc:close()

测试
再准备两台服务器q102和q103上都安装httpd服务器（测试使用）：

# 下载安装httpd服务，命令如下
yum install -y httpd
# 设置首页内容(q103把内容改为this is q103)
echo this is q102 > /var/www/html/index.html
# 启动httpd
systemctl start httpd

通过单独访问192.168.88.101和192.168.88.102可以正常访问。

访问：http://192.168.88.101/resty2?id=1

访问：http://192.168.88.101/resty2?id=4

相关阅读:
MF研究：TinyCLR运行时原理
 不到600美元，即可获取一套MF Porting kit 3.0
SideShow Gadget开发[1]
我眼中的WinHEC大会台前幕后
 Visual C++ 2008入门经典第四章数组字符串(二) 简单
 PHP的常用函数简单
 Visual C++ 2008入门经典第五章程序结构(二) 简单
 用PHP将Unicode 转化为UTF8 简单
 sql GROUP_CONCAT(... SEPARATOR) 简单
 Visual C++ 2008入门经典第四章数组字符串(练习题) 简单
原文地址：https://www.cnblogs.com/dooor/p/luabasics.html