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之前的文章中，已经介绍了ngx_lua的一些基本介绍，这篇文章主要着重讨论一下如何通过ngx_lua同后端的memcached、redis进行非阻塞通信。
1. Memcached
? ? ? ? 在Nginx中访问Memcached需要模块的支持，这里选用HttpMemcModule，这个模块可以与后端的Memcached进行非阻塞的通信。我们知道官方提供了Memcached，这个模块只支持get操作，而Memc支持大部分Memcached的命令。
? ? ? ? Memc模块采用入口变量作为参数进行传递，所有以$memc_为前缀的变量都是Memc的入口变量。memc_pass指向后端的Memcached Server。
? 配置：
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?
- #使用HttpMemcModule??
- location?=?/memc?{??
- ????set?$memc_cmd?$arg_cmd;??
- ????set?$memc_key??$arg_key;??
- ????set?$memc_value?$arg_val;??
- ????set?$memc_exptime?$arg_exptime;??
- ??????????
- ????memc_pass?'127.0.0.1:11211';??
- }??
? ? ? ? 输出：
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?
- $?curl??'http://localhost/memc?cmd=set&key=foo&val=Hello'??
- $?STORED??
- $?curl??'http://localhost/memc?cmd=get&key=foo'??
- $?Hello??
? ? ? ? 这就实现了memcached的访问，下面看一下如何在lua中访问memcached。
? 配置：
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?
- #在Lua中访问Memcached??
- location?=?/memc?{??
- ????internal;???#只能内部访问??
- ????set?$memc_cmd?get;??
- ????set?$memc_key??$arg_key;??
- ????memc_pass?'127.0.0.1:11211';??
- }??
- location?=?/lua_memc?{??
- ????content_by_lua?'??
- ????????local?res?=?ngx.location.capture("/memc",?{??
- ????????????args?=?{?key?=?ngx.var.arg_key?}??
- ????????})??
- ????????if?res.status?==?200?then??
- ????????????ngx.say(res.body)??
- ????????end??
- ????';??
- }??
? ? ? ? 输出：
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?
- $?curl??'http://localhost/lua_memc?key=foo'??
- $?Hello??
? ? ? ? 通过lua访问memcached，主要是通过子请求采用一种类似函数调用的方式实现。首先，定义了一个memc location用于通过后端memcached通信，就相当于memcached storage。由于整个Memc模块时非阻塞的，ngx.location.capture也是非阻塞的，所以整个操作非阻塞。
2. Redis
? ? ? ? 访问redis需要HttpRedis2Module的支持，它也可以同redis进行非阻塞通行。不过，redis2的响应是redis的原生响应，所以在lua中使用时，需要解析这个响应。可以采用LuaRedisModule，这个模块可以构建redis的原生请求，并解析redis的原生响应。
? ? ? ? 配置：
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?
- #在Lua中访问Redis??
- location?=?/redis?{??
- ????internal;???#只能内部访问??
- ????redis2_query?get?$arg_key;??
- ????redis2_pass?'127.0.0.1:6379';??
- }???
- location?=?/lua_redis?{?#需要LuaRedisParser??
- ????content_by_lua?'??
- ????????local?parser?=?require("redis.parser")??
- ????????local?res?=?ngx.location.capture("/redis",?{??
- ????????????args?=?{?key?=?ngx.var.arg_key?}??
- ????????})??
- ????????if?res.status?==?200?then??
- ????????????reply?=?parser.parse_reply(res.body)??
- ????????????ngx.say(reply)??
- ????????end??
- ????';??
- }??
? ? ? ? 输出：
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?
- $?curl??'http://localhost/lua_redis?key=foo'??
- $?Hello??
? ? ? ? 和访问memcached类似，需要提供一个redis storage专门用于查询redis，然后通过子请求去调用redis。
3. Redis Pipeline
? ? ? ? 在实际访问redis时，有可能需要同时查询多个key的情况。我们可以采用ngx.location.capture_multi通过发送多个子请求给redis storage，然后在解析响应内容。但是，这会有个限制，Nginx内核规定一次可以发起的子请求的个数不能超过50个，所以在key个数多于50时，这种方案不再适用。
? ? ? ? 幸好redis提供pipeline机制，可以在一次连接中执行多个命令，这样可以减少多次执行命令的往返时延。客户端在通过pipeline发送多个命令后，redis顺序接收这些命令并执行，然后按照顺序把命令的结果输出出去。在lua中使用pipeline需要用到redis2模块的redis2_raw_queries进行redis的原生请求查询。
? ? ? ? 配置：
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?
- #在Lua中访问Redis??
- location?=?/redis?{??
- ????internal;???#只能内部访问??
- ??
- ????redis2_raw_queries?$args?$echo_request_body;??
- ????redis2_pass?'127.0.0.1:6379';??
- }???
- ??????
- location?=?/pipeline?{??
- ????content_by_lua?'conf/pipeline.lua';??
- }???
? ? ? ? pipeline.lua
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?
- --?conf/pipeline.lua?file??
- local?parser?=?require(‘redis.parser’)??
- local?reqs?=?{???
- ????{‘get’,?‘one’},?{‘get’,?‘two’}???
- }??
- --?构造原生的redis查询，get?onernget?tworn??
- local?raw_reqs?=?{}??
- for?i,?req?in?ipairs(reqs)??do??
- ??????table.insert(raw_reqs,?parser.build_query(req))??
- end??
- local?res?=?ngx.location.capture(‘/redis?’..#reqs,?{?body?=?table.concat(raw_reqs,?‘’)?})??
- ??????
- if?res.status?and?res.body?then??
- ???????--?解析redis的原生响应??
- ???????local?replies?=?parser.parse_replies(res.body,?#reqs)??
- ???????for?i,?reply?in?ipairs(replies)??do???
- ??????????ngx.say(reply[1])??
- ???????end??
- end??
? ? ? ? 输出：
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?
- $?curl??'http://localhost/pipeline'??
- $?first??
- ??second??
4. Connection Pool
? ? ? ? 前面访问redis和memcached的例子中，在每次处理一个请求时，都会和后端的server建立连接，然后在请求处理完之后这个连接就会被释放。这个过程中，会有3次握手、timewait等一些开销，这对于高并发的应用是不可容忍的。这里引入connection pool来消除这个开销。
? ? ? ? 连接池需要HttpUpstreamKeepaliveModule模块的支持。
? ? ? ? 配置：
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- http?{??
- ????#?需要HttpUpstreamKeepaliveModule??
- ????upstream?redis_pool?{??
- ????????server?127.0.0.1:6379;??
- ????????#?可以容纳1024个连接的连接池??
- ????????keepalive?1024?single;??
- ????}??
- ??????
- ????server?{??
- ????????location?=?/redis?{??
- ????????????…??
- ????????????redis2_pass?redis_pool;??
- ????????}??
- ????}??
- }??
? ? ? ? 这个模块提供keepalive指令，它的context是upstream。我们知道upstream在使用Nginx做反向代理时使用，实际upstream是指“上游”，这个“上游”可以是redis、memcached或是mysql等一些server。upstream可以定义一个虚拟server集群，并且这些后端的server可以享受负载均衡。keepalive 1024就是定义连接池的大小，当连接数超过这个大小后，后续的连接自动退化为短连接。连接池的使用很简单，直接替换掉原来的ip和端口号即可。
? ? ? ? 有人曾经测过，在没有使用连接池的情况下，访问memcached（使用之前的Memc模块），rps为20000。在使用连接池之后，rps一路飙到140000。在实际情况下，这么大的提升可能达不到，但是基本上100-200%的提高还是可以的。
5. 小结
? ? ? ? 这里对memcached、redis的访问做个小结。
? ? ? ? 1. Nginx提供了强大的编程模型，location相当于函数，子请求相当于函数调用，并且location还可以向自己发送子请求，这样构成一个递归的模型，所以采用这种模型实现复杂的业务逻辑。
? ? ? ? 2. Nginx的IO操作必须是非阻塞的，如果Nginx在那阻着，则会大大降低Nginx的性能。所以在Lua中必须通过ngx.location.capture发出子请求将这些IO操作委托给Nginx的事件模型。
? ? ? ? 3. 在需要使用tcp连接时，尽量使用连接池。这样可以消除大量的建立、释放连接的开销。
