Redis命令使用技巧之Keys的相关操作

2023-09-07 16:11:05 51

前言

介绍完Redis连接相关命令后，再来介绍一下与Key相关的命令，Redis作为一个key-value数据库，对Key进行操作是无法避免的。

KEYS的速度非常快，但在一个大的数据库中使用它仍然可能造成性能问题，如果你需要从一个数据集中查找特定的key，你最好还是用Redis的集合结构(set)来代替。

DEL

最早可用版本1.0.0

删除指定的键值对，如果指定的key不存在，则忽略。DEL命令的时间复杂度是O(N)，对于除字符串外的其他数据类型，命令的时间复杂度为O(M)，M是值的元素的个数。所以，在生产环境尽量避免一次性删除过多复杂数据类型的操作。

127.0.0.1:6379>SETkey1"jackey"
OK
127.0.0.1:6379>SETkey2"zhe"
OK
127.0.0.1:6379>DELkey1key2key3
(integer)2

DUMP

最早可用版本2.6.0

使用一种Redis的格式序列化指定键存储的值。可用使用RESTORE命令将这个值反序列化。

这种序列化格式有以下3个特点：

它包含有64位的校验和，用于错误检查，RESTORE命令在反序列化之前会先检查校验和
值的编码格式和RDB文件的编码格式相同
RDB的版本会被序列化到值中，因此，不同版本的Redis可能会因为不兼容RDB版本而拒绝反序列化

序列化的值不包含过期时间的相关信息，可以使用PTTL命令获取当前值的存活时间。如果值不存在则会返回nil

127.0.0.1:6379>SETkey1"jackey"
OK
127.0.0.1:6379>DUMPkey1
"\x00\x06jackey\b\x00\xec\x89'G'X\xfc:"
127.0.0.1:6379>DUMPnot-exist-key
(nil)

DUMP时间复杂度分为两部分：访问key值的时间复杂度为O(1)，而序列化值的时间复杂度为O(N*M)，N是组成值的元素的数量，M是元素的平均大小。如果序列化比较短的字符串，则该命令的时间复杂度可以看做O(1)。

EXISTS

最早可用版本1.0.0

用于判断key是否存在。3.0.3版本以后支持多参数，即可以一次性判断多个key，返回值是存在的key的数量。对于判断单个key是否存在，会返回1或者0，因此，该命令是向后兼容的。

需要注意的是：如果参数中有重复的存在命令，则返回结果不会去重。

127.0.0.1:6379>SETkey1"jackey"
OK
127.0.0.1:6379>SETkey2"zhe"
OK
127.0.0.1:6379>EXISTSkey1
(integer)1
127.0.0.1:6379>EXISTSnot-exist-key
(integer)0
127.0.0.1:6379>EXISTSkey1key2not-exist-key
(integer)2
127.0.0.1:6379>EXISTSkey1key1key1
(integer)3

EXPIRE

最早可用版本1.0.0

为指定的key设置存活时间。存活时间会被DEL，SET，GETSET和所有的STORE命令删除或者覆盖。如果我们只修改key的值而不修改存活时间或者保存到一个新的key中，则原来的key的存活时间保持不变。如果使用RENAME对一个key重命名，那么原有key的存活时间会赋给新的key。

如果想要清除存活时间，使指定的key成为一个永久的key，则可以使用PERSIST命令，我们稍后会详细介绍这个命令。

如果使用EXPIRE/PEXPIRE为某个key设置的存活时间为非正数，或者使用EXPIREAT/PEXPIREAT设置了一个过去的时间，则这个key会直接被删除。

127.0.0.1:6379>EXPIREkey1-1
(integer)1
127.0.0.1:6379>EXISTSkey1
(integer)0

对一个已经有存活时间的key再次使用EXPIRE设置存活时间，则将key的存活时间更新，在许多应用中我们都会用到这一点。

注意：在Redis的2.1.3版本之前，如果修改一个带有存活时间的key的值，则会删除整个key。

关于时间精度，Redis2.4版本中，一个key过期的一秒内仍可以访问，而到了2.6版本，这一时间已经被精确到了1毫秒。因为从2.6版本开始，存活时间保存的是绝对时间（Unix的时间戳），而这就意味着，你的计算机的时间需要保证可靠，如果你将RDB文件放到另一台机器上加载，当这两台机器的时间差距较大时，你就会发现可能有些key被删除了或者有些key的存活时间被延长了。

下面我们在来讨论一下Redis究竟是如何使key过期的，Redis的过期策略有两种：一种是被动的，一种是主动的。

被动过期就是当客户端访问某个key，服务端会去检查这个key的存活时间，判断是否过期。当然，这种过期策略存在一定的问题，如果某个key一直都不访问，就不会被发现它过期了，那么它将永远“苟活”在内存中。所以Redis会定期随机的查看被设置过存活时间的key，看它们是否过期，如果过期了，就会及时清理掉。Redis每秒会做10次下面的操作：

随机查看20个设置过存活时间的key（从设置存活时间的set中取）
删除所有过期的key
如果过期的key超过25%，那么会从第一步开始再执行一次

EXPIREAT

最早可用版本1.2.0

此命令和EXPIRE的作用相同，不同之处是它的参数需要传Unix时间戳（即从1970年1月1日起的毫秒数）。

127.0.0.1:6379>GETkey2
"zhe"
127.0.0.1:6379>EXPIREATkey21537733374
(integer)1
127.0.0.1:6379>TTLkey2
(integer)12960

KEYS

最早可用版本1.0.0

这个命令会返回匹配到的所有key，时间复杂度为O(N)。在官方文档中说，在入门级的笔记本电脑上，Redis扫描100万条key只需要40毫秒，但是我们仍然要避免在生产环境使用这个命令。特别是千万不要使用KEYS*这样的命令，因为你不知道生产环境存在多少key，这样的命令有可能使你的生产环境的Redis陷入很长一段时间的不可用状态。所以，请马上删除应用层代码中的KEYS命令或者抓紧时间更新自己的简历。

如果需要查找key，可以使用SCAN命令或者sets命令。

虽然我们非常不建议使用KEYS命令，但是它的匹配策略还是要介绍一下的：

？是单个字符的通配符，*是任意个数的通配符，[ae]会匹配到a或e，^e表示不匹配e，a-c表示匹配a或b或c，特殊符号使用\隔开。

127.0.0.1:6379>MSETkey1hellojackeykey2hellozheage3
OK
127.0.0.1:6379>KEYSkey?hello
1)"key1hello"
2)"key2hello"
127.0.0.1:6379>KEYSk*
1)"key1hello"
2)"key2hello"
127.0.0.1:6379>KEYS*age*
1)"age"
127.0.0.1:6379>KEYS*
1)"age"
2)"key1hello"
3)"key2hello"

MIGRATE

最早可用版本2.6.0

这个命令用来将源实例的key以原子操作传输到目标实例，然后将源实例的key删除。相当于在源实例执行了DUMP+DEL操作，在目标实例执行了RESTORE操作。这一操作会阻塞进行传输的两个实例，在传输过程中，key总会存在于一个实例中，除非发生超时错误。在3.2版本以后，MIGRATE可以将多个key作为管线一次性传输。

在执行MIGRATE命令时，必须要设置一个超时时间，如果到了超时时间命令仍未执行完，则会抛出一个IOERR。但返回这个错误时，两个实例的状态可能有两种：要么两个实例都存在指定的key，要么只有源实例存在指定的key。总之，key是不会丢失的。

从3.0.6版本开始，MIGRATE支持一次传输多个key，为了保证不过载或者出现环形操作，MIGRATE需要使用KEYS参数，而原来指定的key的参数要被设置为空字符串。

MIGRATE192.168.1.346379""05000KEYSkey1key2key3

这里还有两个选填参数需要介绍：一个是COPY，加上这个参数的话，传输完成后不会删除源实例中的key。另一个是REPLACE，这个参数的作用是替换目标实例已存在的key。这两个参数在3.0版本以后才可以使用。

MOVE

最早可用版本1.0.0

不知道大家还记不记得前文中我们提到过的SELECT命令，SELECT用来切换数据库。使用MOVE命令就是将当前数据库的key移动到指定的数据库中，如果指定库中已经存在这个key或者当前库不存在这个key，那么这个命令什么也不做。

127.0.0.1:6379>KEYS*
1)"age"
2)"key1hello"
3)"key2hello"
127.0.0.1:6379>MOVEage1
(integer)1
127.0.0.1:6379>KEYS*
1)"key1hello"
2)"key2hello"
127.0.0.1:6379>SELECT1
OK
127.0.0.1:6379[1]>KEYS*
1)"age"

OBJECT

最早可用版本2.2.3

OBJECT用来查看Redis对象内部的相关信息。这一命令在调试时经常被使用。下面我们来介绍OBJECT命令的具体用法：

OBJECTREFCOUNTkey：返回指定key的值的引用数量
OBJECTENCODINGkey：返回指定key的内部存储使用的编码格式
OBJECTIDLETIMEkey：返回指定key的空闲时间（有多长时间没有被读写），目前最小精度为10秒，这一命令经常在Redis淘汰机制中使用（淘汰策略为LRU或noeviction）
OBJECTFREQkey：返回指定key访问频率的对数，当淘汰策略为LFU时，这一命令会被用到
OBJECTHELP：返回帮助信息

对象的编码格式也有很多种：

Strings会被编码为raw或int
Lists会被编码为ziplist或linkedlist
Sets会被编码为intset或hashtable
Hashs会被编码为ziplist或hashtable
SortedSets会被编码为ziplist或skiplist

127.0.0.1:6379>OBJECTREFCOUNTkey1hello
(integer)1
127.0.0.1:6379>OBJECTIDLETIMEkey2hello
(integer)3637
127.0.0.1:6379>OBJECTENCODINGage
"int"

PERSIST

最早可用版本2.2.0

删除指定key的过期时间，使之变成永久的key。

PEXPIRE

最早可用版本2.6.0

PEXPIRE的作用和EXPIRE一样，只不过参数中的时间单位是毫秒。

PEXPIREAT

最早可用版本2.6.0

作用和EXPIREAT相同，参数同样是毫秒。

PTTL

最早可用版本2.6.0

返回指定key的剩余存活时间的毫秒数。2.8以后的版本返回值有些变化，如果key不存在，则返回-2；如果key是永久的，则返回-1。

RANDOMKEY

最早可用版本1.0.0

此命令用于从当前数据库返回一个随机的key。

RENAME

最早可用版本1.0.0

重命名一个key。如果key不存在，则会返回错误。而如果新的key已经存在，则此命令会覆盖原来的key（它其实是执行了一个隐式的DEL命令，因此如果原来的key存储的对象很大的话，删除操作延时会很高）。在3.2版本以前，如果源key和目标key相同的话，会报错。

RENAMENX

如果新的key不存在的话，重命名key，如果存在的话返回0，成功返回1。

RESTORE

最早可用版本2.6.0

用法：RESTOREkeyttlserialized-value[REPLACE]

此命令是将一组数据反序列化，并存到key。如果ttl是0，则key是永久的。在Redis3.0版本以后，如果不使用REPLACE参数并且key已经存在，则会返回一个错误“Targetkeynameisbusy”。

SCAN

最早可用版本2.8.0

用法：SCANcursorMATCHpatternCOUNTcount

其中cursor为游标，MATCH和COUNT为可选参数。

SCAN命令和SSCAN、HSCAN、ZSCAN命令都用于增量的迭代元素集，它每次返回小部分数据，不会像KEYS那样阻塞Redis。SCAN命令是基于游标的，每次调用后，都会返回一个游标，用于下一次迭代。当游标返回0时，表示迭代结束。

SCAN每次返回的数量并不固定，也有可能返回数据为空。另外，SCAN命令和KEYS命令一样支持匹配。

我们在Redis里存入10000个key用于测试。

结果如下：

127.0.0.1:6379>scan0matchkey24*count1000
1)"1688"
2)1)"key2411"
2)"key2475"
3)"key2494"
4)"key2406"
5)"key2478"
127.0.0.1:6379>scan1688matchkey24*count1000
1)"2444"
2)1)"key2458"
2)"key249"
3)"key2407"
4)"key2434"
5)"key241"
6)"key2497"
7)"key2435"
8)"key2413"
9)"key2421"
10)"key248"
127.0.0.1:6379>scan2444matchkey24*count1000
1)"818"
2)1)"key2459"
2)"key2462"
3)"key2409"
4)"key2454"
5)"key2431"
6)"key2423"
7)"key2476"
8)"key2428"
9)"key2493"
10)"key2420"
127.0.0.1:6379>scan818matchkey24*count1000
1)"9190"
2)1)"key2402"
2)"key2415"
3)"key2429"
4)"key2424"
5)"key2425"
6)"key2400"
7)"key2472"
8)"key2479"
9)"key2448"
10)"key245"
11)"key2487"
12)"key2430"
13)"key2405"
127.0.0.1:6379>scan9190matchkey24*count1000
1)"12161"
2)1)"key2488"
2)"key2437"
3)"key2404"
4)"key2440"
5)"key2461"
6)"key2416"
7)"key2436"
8)"key2403"
9)"key2460"
10)"key2452"
11)"key2449"
12)"key2482"
127.0.0.1:6379>scan12161matchkey24*count1000
1)"11993"
2)1)"key2483"
2)"key2491"
3)"key242"
4)"key2466"
5)"key2446"
6)"key2465"
7)"key243"
8)"key2438"
9)"key2457"
10)"key246"
11)"key2422"
12)"key2418"
127.0.0.1:6379>scan11993matchkey24*count1000
1)"7853"
2)1)"key2498"
2)"key2451"
3)"key2439"
4)"key2495"
5)"key2408"
6)"key2410"
127.0.0.1:6379>scan7853matchkey24*count1000
1)"5875"
2)1)"key2486"
2)"key2490"
3)"key244"
4)"key2401"
5)"key2463"
6)"key2481"
7)"key2477"
8)"key2468"
9)"key2433"
10)"key2489"
11)"key2455"
12)"key2426"
13)"key24"
14)"key2450"
15)"key2414"
16)"key2442"
17)"key2473"
18)"key2467"
19)"key2469"
20)"key2456"
127.0.0.1:6379>scan5875matchkey24*count1000
1)"14311"
2)1)"key2453"
2)"key2492"
3)"key2480"
4)"key2427"
5)"key2443"
6)"key2417"
7)"key2432"
8)"key240"
9)"key2445"
10)"key2484"
11)"key2444"
12)"key247"
13)"key2485"
127.0.0.1:6379>scan14311matchkey24*count1000
1)"16383"
2)1)"key2441"
2)"key2474"
3)"key2447"
4)"key2471"
5)"key2470"
6)"key2464"
7)"key2412"
8)"key2419"
9)"key2499"
10)"key2496"
127.0.0.1:6379>scan16383matchkey24*count1000
1)"0"
2)(emptylistorset)

可以看到虽然我们设置的count为1000，但Redis每次返回的数值只有10个左右。

SORT

最早可用版本1.0.0

当有N个元素需要排序，并且要返回M个元素时，SORT命令的时间复杂度为O(N+M*log(M))

此命令用于返回或保存list，set和sortedset的键，默认将数字或者可排序的key进行排序，Redis会将其视为双精度浮点数。

如果想要对字符串按字典顺序排序，可以使用ALPHA参数。

如果想要按照外部字段进行排序，可以使用BY参数。

TOUCH

最早可用版本3.2.1

修改某一个或多个key的最后访问时间，如果key不存在，则忽略。

TTL

最早可用版本1.0.0

返回指定key的剩余存活时间，单位为秒。

在2.6版本及以前，如果key不存在或者是永久key，都会返回-1。从2.8版本开始，如果key不存在，则返回-2，如果key为永久key，则返回-1。

TYPE

最早可用版本1.0.0

返回key存储的值的类型。类型即为我们在Redis基础数据结构一文中描述的5中数据类型。

String

String是最基本的，也是最常用的类型。它是二进制安全的，也就是说，我们可以将对象序列化成json字符串作为value值存入Redis。在分配内存时，Redis会为一个字符串分配一些冗余的空间，以避免因字符串的值改变而出现频繁的内存分配操作。当字符串长度小于1M时，每次扩容都会加倍现有空间，当长度大于1M时，每次扩容，增加1M，Redis字符串的最大长度是512M。

Hash

Hash是键值对集合，相当于Java中的HashMap，实际结构也和HashMap一样，是数组+链表的结构。所不同的是扩容的方式不同，HashMap是进行一次rehash，而Redis为了不阻塞服务，会创建一个新的数组，在查询时会同时查询两个Hash，然后在逐渐将旧的Hash内容转移到新的中去。一个Hash最大可以存储232-1个键值对。

List

List相当于Java中的LinkedList，它的插入和删除操作的时间复杂度为O(1)，而查询操作的时间复杂度为O(n)。我们可以利用List的rpush、rpop、lpush和lpop命令来构建队列或者栈。列表最多可以存储232-1个元素。

Set

Set是String类型的无序集合，并且元素唯一，相当于Java中的HashSet，它的插入、删除、查询操作的时间复杂度都是O(1)。其最大元素数也是232-1个。

zset

zset可以看做是Java中SortedSet和HashMap的结合，一方面它不允许元素重复，另一方面，它通过score为每个元素进行排序。

UNLINK

最早可用版本4.0.0

这个命令和DEL类似，会删除指定的key。所不同的是，此命令的时间复杂度为O(1)，它先将key从keyspace中删除，此时指定的key已经删除，但是内存没有释放。所以，这个命令会在另一个线程中做释放内存的操作。这一步的操作时间复杂度为O(N)。

WAIT

最早可用版本3.0.0

这个命令会阻塞客户端，直到前面所有的写操作都完成并且保存了指定数量的副本。该命令总会返回副本数量或者超时。

总结

以上就是这篇文章的全部内容了，希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，如果有疑问大家可以留言交流，谢谢大家对毛票票的支持。

Redis命令使用技巧之Keys的相关操作

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