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遍历键

• Redis提供了两个命令遍历所有的键，分别是keys和scan

全量遍历键：keys pattern

• 支持pattern匹配
  
  
  
  • 例如向一个空的Redis插入4个字符串类型的键值对。
  
  

127.0.0.1:6379> dbsize(integer) 0127.0.0.1:6379> mset hello world redis best jedis best hill highOK

• 如果要获取所有的键，可以使用keys pattern命令：

127.0.0.1:6379> keys *1) "hill"2) "jedis"3) "redis"4) "hello"

• 上面为了遍历所有的键，pattern直接使用星号，这是因为pattern使用的是glob风格的通配符：

*	代表匹配任意字符
·	代表匹配一个字符
[]	代表匹配部分字符 例如 [1 ， 3] 代表匹配 1 ， 3 ， [1-10] 代表匹配 1 到 10 的任意数字。
\x	用来做转义，例如要匹配星号、问号需要进行转义。

• 下面操作匹配以j，r开头，紧跟edis字符串的所有键：

127.0.0.1:6379> keys [j,r]edis1) "jedis"2) "redis"

• 例如下面操作会匹配到hello和hill这两个键：

127.0.0.1:6379> keys hll*1) "hill"2) "hello"

• 当需要遍历所有键时（例如检测过期或闲置时间、寻找大对象等），keys是一个很有帮助的命令
  
  
  
  • 例如想删除所有以video字符串开头的键，可以执行如下操作：
  
  

redis-cli keys video* | xargs redis-cli del

• Redis的单线程架构，如果包含大量的键，执行keys命令很可能会造成Redis阻塞，一般建议不要在生产环境下使用keys命令。


• 确实有遍历键的需求该怎么办，可以在以下三种情况使用：
  
  
  
  • 在一个不对外提供服务的Redis从节点上执行，这样不会阻塞到客户端的请求，但是会影响到主从复制
  
  
  • 如果确认键值总数确实比较少，可以执行该命令
  
  
  • 使用scan命令渐进式的遍历所有键，可以有效防止阻塞。
  
  

渐进式遍历

• 从2.8版本后，提供了新命令scan，能有效的解决keys命令存在的问题：
  
  
  
  • 和keys命令执行时会遍历所有键不同，scan采用渐进式遍历的方式来解决keys命令可能带来的阻塞问题
  
  
  • 每次scan命令的时间复杂度是O（1），但是要真正实现keys的功能，需要执行多次scan。
  
  


• Redis存储键值对实际使用的是hashtable的数据结构，其简化模型如所示

• 那么每次执行scan，可以想象成只扫描一个字典中的一部分键，直到将字典中的所有键遍历完毕。scan的使用方法如下：

scan cursor [match pattern] [count number]

• 参数说明：

cursor	是必需参数，实际上 cursor 是一个游标，第一次遍历从 0 开始，每 次 scan 遍历完都会返回当前游标的值，直到游标值为 0 ，表示遍历结束。
match pattern	是可选参数，它的作用的是做模式的匹配，这点和keys 的 模式匹配很像。
count number	是可选参数，它的作用是表明每次要遍历的键个数，默认 值是 10 ，此参数可以适当增大。

• 现有一个Redis有26个键（英文26个字母），现在要遍历所有的键，使用scan命令效果的操作如下。


• 第一次执行scan0，返回结果分为两个部分：
  
  
  
  • 第一个部分6就是下次scan需要的cursor
  
  
  • 第二个部分是10个键：
  
  

127.0.0.1:6379> scan 01) "6"2) 1) "w"2) "i"3) "e"4) "x"5) "j"6) "q"7) "y"8) "u"9) "b"10) "o"

• 使用新的cursor="6"，执行scan6：

127.0.0.1:6379> scan 61) "11"2) 1) "h"2) "n"3) "m"4) "t"5) "c"6) "d"7) "g"8) "p"9) "z"10) "a"

• 这次得到的cursor="11"，继续执行scan11得到结果cursor变为0，说明所有的键已经被遍历过了：

127.0.0.1:6379> scan 111) "0"2) 1) "s"2) "f"3) "r"4) "v"5) "k"6) "l"

• 除了scan以外还提供了面向哈希类型、集合类型、有序集合的扫描遍历命令，解决诸如hgetall、smembers、zrange可能产生的阻塞问题，对应的命令分别是hscan、sscan、zscan，它们的用法和scan基本类似


• 下面以sscan为例子进行说明，当前集合有两种类型的元素
  
  
  
  • 例如分别以old：user和new：user开头，先需要将old：user开头的元素全部删除，可以参考如下伪代码：
  
  

String key = "myset";// 定义patternString pattern = "old:user*";// 游标每次从0开始String cursor = "0";while (true) {    // 获取扫描结果    ScanResult scanResult = redis.sscan(key, cursor, pattern);    List elements = scanResult.getResult();    if (elements != null && elements.size() > 0) {        // 批量删除        redis.srem(key, elements);    }    // 获取新的游标    cursor = scanResult.getStringCursor();    // 如果游标为0表示遍历结束    if ("0".equals(cursor)) {        break;    }}

• 如果在scan的过程中如果有键的变化（增加、删除、修改），那么遍历效果可能会碰到如下问题：
  
  
  
  • 新增的键可能没有遍历到，遍历出了重复的键等情况，也就是说scan并不能保证完整的遍历出来所有的键
  
  

数据库管理

• Redis提供了几个面向Redis数据库的操作，它们分别是dbsize、select、flushdb/flushall命令

切换数据库：select dbIndex

• 与关系型数据库用字符来区分不同数据库名不同，Redis只是用数字作为多个数据库的实现。Redis默认配置中是有16个数据库：

databases 16

• 假设databases=16，select0操作将切换到第一个数据库，select15选择最后一个数据库，但是0号数据库和15号数据库之间的数据没有任何关联，甚至可以存在相同的键：

127.0.0.1:6379> set hello world #默认进到0号数据库OK127.0.0.1:6379> get hello"world"127.0.0.1:6379> select 15 #切换到15号数据库OK127.0.0.1:6379[15]> get hello #因为15号数据库和0号数据库是隔离的，所以get hello为空(nil)

• 如下图更加生动地表现出上述操作过程，当使用redis-cli-h{ip}-p{port}连接Redis时，默认使用的就是0号数据库，当选择其他数据库时，会有[index]的前缀标识，其中index就是数据库的索引下标。

• 废弃一个实例Redis多个数据库功能的三点原因：
  
  
  
  • Redis是单线程的。如果使用多个数据库，那么这些数据库仍然是使用一个CPU，彼此之间还是会受到影响的。
  
  
  • 多数据库的使用方式，会让调试和运维不同业务的数据库变的困难
    
    
    
    • 假如有一个慢查询存在，依然会影响其他数据库，这样会使得别的业务方定位问题非常的困难。
    
    
  
  
  • 部分Redis的客户端根本就不支持这种方式。即使支持，在开发的时候来回切换数字形式的数据库，很容易弄乱。
  
  


• 如果要使用多个数据库功能，可以在一台机器上部署多个Redis实例，彼此用端口来做区分
  
  
  
  • 因为现代计算机或者服务器通常是有多个CPU的。这样既保证了业务之间不会受到影响，又合理地使用了CPU资源。
  
  

flushdb/flushall

• flushdb只清除当前数据库，flushall会清除所有数据库。


• 例如当前0号数据库有四个键值对、1号数据库有三个键值对：

127.0.0.1:6379> dbsize(integer) 4127.0.0.1:6379> select 1OK127.0.0.1:6379[1]> dbsize(integer) 3

• 如果在0号数据库执行flushdb，1号数据库的数据依然还在：

127.0.0.1:6379> flushdbOK127.0.0.1:6379> dbsize(integer) 0127.0.0.1:6379> select 1OK127.0.0.1:6379[1]> dbsize(integer) 3

• 在任意数据库执行flushall会将所有数据库清除：

127.0.0.1:6379> flushallOK127.0.0.1:6379> dbsize(integer) 0127.0.0.1:6379> select 1OK127.0.0.1:6379[1]> dbsize(integer) 0

• 注意事项：
  
  
  
  • flushdb/flushall命令会将所有数据清除，一旦误操作后果不堪设想，rename-command（后面介绍）配置规避这个问题，以及如何在误操作后快速恢复数据。
  
  
  • 如果当前数据库键值数量比较多，flushdb/flushall存在阻塞Redis的可能性。
  
  

API的理解和使用总结

1. Redis提供5种数据结构，每种数据结构都有多种内部编码实现。


2. 纯内存存储、IO多路复用技术、单线程架构是造就Redis高性能的三个因素。


3. 由于Redis的单线程架构，所以需要每个命令能被快速执行完，否则会存在阻塞Redis的可能，理解Redis单线程命令处理机制是开发和运维Redis的核心之一。


4. 批量操作（例如mget、mset、hmset等）能够有效提高命令执行的效率，但要注意每次批量操作的个数和字节数。


5. 了解每个命令的时间复杂度在开发中至关重要，例如在使用keys、hgetall、smembers、zrange等时间复杂度较高的命令时，需要考虑数据规模对于Redis的影响。


6. persist命令可以删除任意类型键的过期时间，但是set命令也会删除字符串类型键的过期时间，这在开发时容易被忽视。


7. move、dump+restore、migrate是Redis发展过程中三种迁移键的方式，其中move命令基本废弃，migrate命令用原子性的方式实现了dump+restore，并且支持批量操作，是Redis Cluster实现水平扩容的重要工具。


8. scan命令可以解决keys命令可能带来的阻塞问题，同时Redis还提供了hscan、sscan、zscan渐进式地遍历hash、set、zset。

【注】：参考《Redis开发与运维》