如何通过Redis Lua脚本实现分布式信号量控制

不能直接用 INCR + EXPIRE 实现信号量，因为二者非原子执行，中间可能中断导致 key 有值无过期或设了过期却未自增，引发超卖；必须用 Lua 脚本将检查、增减、设过期封装为原子操作。

为什么不能直接用 INCR + EXPIRE 实现信号量？

因为这两条命令不是原子的，中间可能被中断或超时，导致 key 有值但没过期时间，或者设置了过期时间但没成功自增。后续请求会误判资源可用，造成超卖或并发越界。Lua 脚本在 Redis 中是原子执行的，能真正保证“检查+加锁+设过期”三步不被拆开。

EVAL 脚本里怎么安全地实现 acquire 和 release？

acquire 脚本要判断当前计数是否小于最大许可数，且只在满足条件时 INCR 并设置过期时间；release 则需先检查 key 是否存在、是否为数字类型，再 DECR，并可选地在归零后自动删 key。注意：不能用 GET 后再判断，必须用 redis.call('GET', KEYS[1]) 配合类型检查，否则空值或字符串值会导致 INCR 报错 ERR value is not an integer or out of range。

常见写法示例（acquire）：

if redis.call('EXISTS', KEYS[1]) == 0 then  redis.call('SET', KEYS[1], 0)  redis.call('EXPIRE', KEYS[1], ARGV[2])endlocal current = tonumber(redis.call('GET', KEYS[1]))if current and current < tonumber(ARGV[1]) then  redis.call('INCR', KEYS[1])  return 1else  return 0end

用 EVALSHA 替代 EVAL 有什么坑？

脚本 SHA1 值需要提前 SCRIPT LOAD，否则 EVALSHA 会返回 NOSCRIPT 错误。更关键的是：集群模式下，所有 KEYS 必须落在同一个 slot，否则 Redis Cluster 会拒绝执行——这意味着信号量 key 必须带固定 hash tag，比如 semaphore:{order}，否则 EVALSHA 在集群中直接失败。

容易忽略的点：

• SCRIPT LOAD 返回的 SHA 是字符串，调用 EVALSHA 时必须原样传入，大小写敏感
• 脚本中所有 key 必须通过 KEYS 数组传入，硬编码 key 名会导致集群路由失败
• 释放操作如果用 DEL 粗暴删除，可能误删别人刚 acquire 的计数，应只 DECR 不删

客户端如何处理 acquire 失败和连接异常？

Redis 执行 Lua 后返回整数：1 表示成功获取，0 表示拒绝。但网络中断、timeout、LOADING 状态等不会返回 0，而是抛出异常。这时候不能简单重试，否则可能重复 acquire——必须配合唯一 client token（如 UUID）写入 value，或用 HASH 结构记录持有者，否则无法区分“到底有没有拿到锁”。

更现实的做法是：把信号量 key 的 value 设为 current_count:timestamp:client_id 这类复合结构，便于 debug 和主动清理过期持有者。不过这会让脚本变复杂，权衡点在于你是否真需要强持有追溯能力。

真正难处理的是：acquire 成功但客户端在后续业务逻辑中崩溃，又没来得及 release。这时只能靠 EXPIRE 时间兜底，所以 ARGV[2]（TTL）不能设太长，也不能太短——要略大于最长业务耗时。