全局命令
-
查看所有的键（遍历所有key，慢查询之一）
keys * -
键总数（redis内部维护的计数器，并不会扫描全库）
dbsize -
检查键是否存在
exists key -
删除键
del key1 key2... -
过期设置
expire key seconds -
获取数据类型
type key
数据结构与内部编码
-
string：
- int
- embstr
- raw
-
hash：
- hashtable
- ziplist
-
list：
- quicklist
-
set：
- hashtable
- intset
-
zset：
- skiplist
- ziplist
单线程与I/O多路复用模型
客户端到服务端模型
-
发送命令
-
执行命令
- 进入命令队列
-
返回结果
为什么快
- 纯内存访问（主要）
- 非阻塞io：依赖linux内核中的多路复用IO接口
epoll，自编写一套处理模型（不依赖于其他事件模型）将epoll中的连接、读写、关闭都转换为事件 - 单线程避免了线程切换以及线程竞争的开销，单线程也简化了数据结构与算法的实现，坏处是对于慢查询非常敏感，一个慢查询将阻塞之后所有的命令
数据结构的概览
字符串
命令
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| set key value | O(1) |
| get key | O(1) |
| del key [key ...] | O(k) |
| mset key value [key value ...] | O(k) |
| mget key [key ...] | O(k) |
| incr key | O(1) |
| decr key | O(1) |
| decr key | O(1) |
| incrby key increment | O(1) |
| decrby key decrment | O(1) |
| incrbyfloat key incrment | O(1) |
| append key value | O(1) |
| strlen key | O(1) |
| setrange key offset value | O(1) |
| getrange key start end | O(n)(n=strlen key) |
内部编码
- int：整形
- embstr：小于等于44字节
- raw：大于44字节
使用场景
- 缓存
- 计数
- 共享变量（session etc.）
- 限流
- setnx分布式锁
哈希
命令
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| hset key field value | O(1) |
| hget key field | O(1) |
| hget key [field ...] | O(k)(k=sum(fileds)) |
| hlen key | O(1) |
| hgetall key（遍历key，可能会阻塞，可以用hscan替换） | O(1) |
| hmget key filed [filed ...] | O(k) |
| hmset key filed value [field value] | O(k) |
| hexists key field | O(1) |
| hkeys key | O(n) |
| hvals key | O(n) |
| hsentx key field value | O(1) |
| hincrby key field incrment | O(1) |
| hincrbyfloat key field incrment | O(1) |
| hstrlen key field | O(1) |
使用场景
- 对象类型（k/v）数据
列表
命令
- 添加
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| rpush key value [value ...] | O(k) |
| lpush ... | O(k) |
| linsert key before | after pivot value |
- 查找
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| lrange key start end（可能阻塞） | O(start+(end-start)) |
| lindex key index | O(index) |
| llen key（ziplist 超过65534需要遍历，否则和linkedlist一样用变量维护） | O(1) |
- 删除
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| lpop key | O(1) |
| rpop key | O(1) |
| lrem count value | O(n)（列表长度） |
| ltrim key start end | O(n)（裁剪元素总数） |
- 修改
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| lset key index value | O(n)（索引偏移量） |
- 阻塞操作
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| blpop brpop | O(1) |
内部编码
-
ziplist：
- 元素个数小于list-max-ziplist-entries配置
- 列表中每个元素的值都小于list-max-ziplist-value配置
-
linkedlist：
- 无法满足ziplist条件
-
quicklist（当前）：
- 结合了ziplist和linkedlist
消息队列
- 消息队列（单次消费，无ack）
- lpush+lpop=Stack（栈）filo
- lpush+rpop=Queue（队列）fifo
- lpsh+ltrim=Capped Collection（有限集合）
- lpush+brpop=Message Queue（消息队列）
集合
命令
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| sadd key element [element ...] | O(k) |
| srem key element [element ...] | O(k) |
| scard key | O(1) |
| sismember key element | O(1) |
| srandmember [count] | O(count) |
| spop key | O(1) |
| smember key（遍历，可以换为sscan） | O(n)（元素总数） |
| sinter key [key ...] | O(m*k)（k是多个集合中元素最少的个数，m是键的个数） |
| sunion key [key ...] | O(k)（k是多个集合的元素个数） |
| sdiff key [key ...] | O(k)（k是多个集合的元素个数） |
内部编码
-
intset:
- 元素都是整数且元素个数小于set-max-intset-entries配置（默认512个）时，Redis会选用intset来作为集合的内部实现，从而减少内存的使用。
-
hashtable：
- 无法满足intset
使用场景
- 取共同好友等交集行为
有序集合
命令
| 命令 | 时间复杂度 |
|---|---|
| zadd key element scoer [element score ...] | O(k*log(n))（k:添加成员个数、n:当前有序集合个数） |
| zcard key | O(1) |
| zscore key member | O(1) |
| zrank | zrevrank key member |
| zrem key member [member ...] | O(k*log(n))（k:添加成员个数、n:当前有序集合个数） |
| zincrby key incrment member | O(log(n))（n:当前有序集合个数） |
| zrange | zrevrange key start end [withscore]（返回成员分数） |
| zrangebyscore | zrevrangebyscore key start end [withscore]（返回成员分数） |
| zcount | O(log(n))（n:当前有序集合个数） |
| zremrangebyrank key start end | O(k+log(n))（k:删除成员个数、n:当前有序集合个数） |
| zremrangebyscore key min max | O(k+log(n))（k:删除成员个数、n:当前有序集合个数） |
| zinterstore dest numkeys key [key ...] | O(kn)+O(mlog(m))（n:成员最小的有序集合成员个数、k:有序集合个数、m:结果集成员个数） |
| ziunionstore dest numkeys key [key ...] | O(n)+O(m*log(m))（n:所有有序集合成员个数、m:结果集成员个数） |
内部编码
- ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数小于zset-max-ziplist-entries配置（默认128个），同时每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现，ziplist可以有效减少内存的使用
- skiplist（跳跃表）：当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降
流
键管理
-
重命名：
rename key new key- 如果在rename之前，键java已经存在，那么它的值也将被覆盖
- 为了防止被强行rename，Redis提供了renamenx命令
- 由于重命名键期间会执行del命令删除旧的键，如果键对应的值比较大，会存在阻塞Redis的可能性
- 如果rename和renamenx中的key和newkey如果是相同的，在Redis3.2和之前版本返回结果略有不同
-
随机返回一个键
randomkey -
键过期
-
expire key second：键在seconds秒后过期 -
expiret key timestamp：键在秒级时间戳timestamp后过期 -
pexpire key milliseconds：键在milliseconds毫秒后过期 -
pexpireat key milliseconds-timestamp：键在毫秒级时间戳timestamp后过期 -
无论是使用过期时间还是时间戳，秒级还是毫秒级，在Redis内部最终使用的都是pexpireat
注意：
- 如果
expire key的键不存在，返回结果为0 - 如果过期时间为负值，键会立即被删除，犹如使用
del命令一样 persist key命令可以将键的过期时间清除- 对于字符串类型键，执行
set命令会去掉过期时间，这个问题很容易在开发中被忽视 - Redis不支持二级数据结构（例如哈希、列表）内部元素的过期功能，例如不能对列表类型的一个元素做过期时间设置
setex命令作为set+expire的组合，不但是原子执行，同时减少了一次网络通讯的时间
-
-
迁移键
migrate host port key|"" destination-db timeout [copy] [replace] [keys key [key ...] -
遍历键
-
全量遍历键
keys pattern注意：
- 如果Redis包含了大量的键，执行keys命令很可能会造成Redis阻塞
-
渐进式遍历
scan cursor [match pattern] [count number]注意：
- Redis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
- 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
-
重点回顾
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
来源：oschina
链接：https://my.oschina.net/u/4557072/blog/4331217