Redisでのluaスクリプティングはどのように機能しますか?

Question

Accepted Answer

Redisは**Luaスクリプト**をサーバー側で実行でき、複数のコマンドを単一の**アトミック**操作として実行できます。スクリプトは複雑なアトミック論理を実現し、ネットワークのラウンドトリップを削減し、Redisで複数ステップのアトミック操作を実行する推奨方法です。

## Luaスクリプトを実行する

```bash
# EVAL runs a Lua script; KEYS[] and ARGV[] pass keys and arguments
EVAL "return redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[1])" 1 mykey myvalue

# a script can run multiple commands and logic atomically
EVAL "
  local current = redis.call('GET', KEYS[1])
  if current == ARGV[1] then
    return redis.call('DEL', KEYS[1])   -- delete only if value matches (atomic check-and-delete)
  end
  return 0
" 1 lock:resource mytoken
```

スクリプトは`redis.call()`を使用してコマンドを実行し、`KEYS[]`(キー名)と`ARGV[]`(引数)を渡されます。スクリプト全体は単一のユニットとして**アトミック**に実行されます。

## スクリプトがアトミックで有用である理由

```text
✓ ATOMICITY — the ENTIRE script runs as one unit, no other commands interleave
  → perfect for read-modify-write logic that must be atomic (locks, conditional updates,
    rate limiting, complex counters) — better than MULTI/EXEC for conditional logic
✓ FEWER ROUND-TRIPS — multiple operations in ONE call to Redis (less network latency)
✓ Custom LOGIC server-side — conditionals, loops, computations near the data
```

## EVALSHA — スクリプトのキャッシング

```bash
# load a script once, then call by its SHA hash (avoids resending the script each time)
SCRIPT LOAD "return redis.call('GET', KEYS[1])"   # => returns a SHA1 hash
EVALSHA <sha> 1 mykey                              # run the cached script by hash
```

`EVALSHA`は事前にロードされたスクリプトをそのハッシュで実行します。頻繁に使用されるスクリプトの場合効率的です(スクリプトはサーバー側でキャッシュされます)。

## 注意事項

```text
⚠️ Scripts BLOCK the server while running (Redis is single-threaded) → keep them FAST
   and simple (no slow loops/operations — they'd stall ALL clients)
⚠️ Scripts should be deterministic; pass keys via KEYS[] (for cluster correctness)
→ Use scripts for short, atomic logic — not heavy computation.
```

## なぜ重要なのか

RedisのLuaスクリプティングを理解することは、**複雑なアトミック操作を実行する**ためのシニアレベルの知識であり、高度なRedis使用に有用です。

コアの価値は**複数ステップ論理のアトミック性**です。Luaスクリプトは**単一のアトミック単位として完全に実行され**(他のコマンドはインターリーブされない)、読み取り-変更-書き込み操作がアトミックである必要があるシナリオ(条件付き更新、安全なロック解放(トークンが一致する場合のみ削除)、レート制限、複雑なカウンター)で推奨方法です。これは`MULTI`/`EXEC`より優れていることが多いです。スクリプトは**条件付き論理**をサポートするため(トランザクションは中間読み取りに基づいて判断を下すことはできませんが、スクリプトは可能です)。

これは、単一コマンドより複雑なアトミック操作の実際のニーズを解決します。

二次的な利点として、**ネットワークラウンドトリップの削減**(1つの呼び出しで複数の操作を実行、レイテンシを削減)と**サーバー側でのカスタム論理の実行**(データの近くで実行)があります。

**`EVALSHA`**(ハッシュでスクリプトをキャッシュして再送信を回避する)を理解することは、頻繁に使用されるスクリプトの実践的な効率化技法です。

重要なのは、**注意事項**を理解することです。スクリプトはシングルスレッドサーバーを**ブロック**しながら実行されるため、高速でシンプルに保つ必要があります(遅いスクリプトはすべてのクライアントを停止させます。実際のパフォーマンスハザードです)。また、スクリプトは確定的であり、キーは`KEYS[]`経由で渡される必要があります(クラスタの正確性のため)。

この認識により、スクリプトの誤用を防止します。複雑なアトミック操作は本当のニーズ(ロック、条件付き論理、アトミックな複数ステップ更新)であり、Luaスクリプトはこれらのための推奨されるアトミック、単一ラウンドトリップ、サーバー側論理を提供するため、Luaスクリプティングの理解(どのように機能するか、なぜアトミックで有用か、EVALSHAキャッシング、高速に保つ注意事項)はシニアレベルの高度なRedis使用のための知識であり、アトミック複数ステップ論理のための正しいツールであり、より深いRedis専門知識を反映するトピックです。