Luaは軽量なスクリプト言語であり、C言語で実装されています。データベースのストアドプロシージャと同様の役割を果たすことができます。

RedisでLuaスクリプトを使用する利点：

• 複数のコマンドを一度に送信し、ネットワークオーバーヘッドを削減
• スクリプト全体がアトミックに実行され、他のリクエストによる割り込みがない
• 複雑な処理をファイル化することでコードの再利用が可能

RedisでのLuaスクリプト実行

EVALコマンドを使用してLuaスクリプトを実行します。構文：

redis> EVAL lua-script key-count [key1 key2 ...] [arg1 arg2 ...]

• EVAL：Luaスクリプト実行コマンド
• lua-script：実行するLuaコード
• key-count：引数中のキーの数（キーがない場合は0）
• [key1 key2 ...]：Luaに渡されるキー配列
• [arg1 arg2 ...]：Luaに渡されるその他の引数

簡単な例として、文字列を返すスクリプト（引数なし）：

redis> EVAL "return 'Hello World'" 0

実際には、Redisコマンドを実行するためにLuaスクリプトが使用されます。

RedisコマンドのLua内での呼び出し

基本構文

redis.call()関数を使用してRedisコマンドを実行します：

redis.call(command, key [, param1, param2...])

• command：実行するRedisコマンド（set, get, delなど）
• key：操作対象のキー
• param1, param2...：キーに対するパラメータ

例：snailキーに値を設定

EVAL "return redis.call('set', 'snail', '2573')" 0

パラメータを使用したバージョン：

EVAL "return redis.call('set', KEYS[1], ARGV[1])" 1 snail xiaoming

スクリプトファイルの使用

実際の開発では、スクリプトをファイルに保存して実行します：

cd /usr/local/soft/redis-6.0.9/src
vim multiply.lua

multiply.luaの内容（値の設定と取得）：

redis.call('set', 'test_key', 'lua_value')
return redis.call('get', 'test_key')

ファイルの実行：

redis-cli --eval multiply.lua 0

IPアクセス制限の実装例

要件：ユーザーごとにX秒間でY回のみアクセス許可

設計方針：

• String型のキーでIPアドレスを記録し、アクセス回数を値とする
• 初回アクセス時に期限（パラメータ1）を設定
• アクセス回数が上限（パラメータ2）を超えた場合に拒否

KEYS[1]：IPアドレス、ARGV[1]：期限時間、ARGV[2]：最大アクセス回数

rate_limit.lua：

-- アクセスカウンターのインクリメント
local count = redis.call('incr', KEYS[1])

-- 初回アクセス時の期限設定
if tonumber(count) == 1 then
    redis.call('expire', KEYS[1], ARGV[1])
    return 1
-- 回数超過チェック
elseif tonumber(count) > tonumber(ARGV[2]) then
    return 0
else
    return 1
end

テスト実行（6秒間で10回制限）：

redis-cli --eval rate_limit.lua client:192.168.1.100 , 6 10

スクリプトのキャッシング

キャッシングの必要性

長いスクリプトを毎回送信するとネットワーク負荷が大きいため、SHA1ハッシュでキャッシュできます。

キャッシング方法

SCRIPT LOADコマンドでスクリプトを登録：

SCRIPT LOAD "return 'Hello Redis'"

EVALSHAコマンドでキャッシュ済みスクリプトを実行：

EVALSHA "470877a599ac74fbfda41caa908de682c5fc7d4b" 0

乗算処理の実装例

RedisにはINCRBYコマンドはあるが、乗算コマンドはありません。Luaで実装します：

SET multiplier 5

multiply_operation.lua：

-- 現在値の取得
local current = redis.call('get', KEYS[1])

-- キーが存在しない場合は0を設定
if current == false then
    current = 0
else
    current = tonumber(current)
end

-- 乗算計算と更新
current = current * tonumber(ARGV[1])
redis.call('set', KEYS[1], current)
return current

一行形式に変換：

local current = redis.call('get', KEYS[1]); if current == false then current = 0 else current = tonumber(current) end; current = current * tonumber(ARGV[1]); redis.call('set', KEYS[1], current); return current

SCRIPT LOAD実行：

SCRIPT LOAD "local current = redis.call('get', KEYS[1]); if current == false then current = 0 else current = tonumber(current) end; current = current * tonumber(ARGV[1]); redis.call('set', KEYS[1], current); return current"

返されたハッシュ値を使用して実行：

EVALSHA a1b2c3d4e5f6789012345678901234567890abcd 1 multiplier 3

スクリプトタイムアウト対策

Redisはシングルスレッドで動作するため、長時間実行されるLuaスクリプトは問題を引き起こします：

EVAL "while(true) do end" 0

デフォルトでは5秒でタイムアウト：

lua-time-limit 5000

タイムアウト後の対応：

• 他のクライアントは"BUSY"エラーを受け取る
• SCRIPT KILLでスクリプトを停止可能

ただし、データ変更を含むスクリプトは停止できません：

EVAL "redis.call('set','data','value') while true do end" 0

この場合、SCRIPT KILLは失敗し"UNKILLABLE"エラーを返します。これはアトミック性を維持するためです。

回避策としてSHUTDOWN NOSAVEコマンドがありますが、永続化せずにRedisを停止するため注意が必要です。

カスタムロジックを実装する際は、時間のかかる処理に注意してください。