redis：key键

迈不过友情╰ 2022-09-14 09:54 132阅读 0赞

redis是一种key-value型数据库，它将数据全部以键值对的形式存储在内存中，并且key与value一一对应。这里的key被形象的称之为密钥，redis提供了很多操作这把“密钥”的命令，从而实现了对存储数据的管理

# key的特点 #

## key的类型 ##

key 的类型对应着 value 的类型，同样也有五种（string、list、hash、set、zset）。如果 key 指向的是一个字符串类型的值，那么 key 的类型就是字符串。我们可以通过TYPE命令来查看 key 的类型，示例如下：

# 字符串
    redis> SET weather "sunny"
    OK
    redis> TYPE weather
    string
    
    # 列表
    redis> LPUSH book_list "programming in scala"
    (integer) 1
    redis> TYPE book_list
    list
    
    # 集合
    redis> SADD pat "dog"
    (integer) 1
    redis> TYPE pat
    set

## key的命名规范 ##

key的命名需要遵循如下规则

*  key取值不可以太长，否则会影响value的查找效率，并且浪费内存空间
 *  key取值也不可以过短，否则会使得key可读性变差

在 key 的取值上， Redis 官方建议使用“见名知意”的字符串格式，因为这样便于我们理解 key 的含义。比如要现在存放一个用户的姓名，其信息如下：  
![在这里插入图片描述][3aa3345f54604149a894cd793c6d2024.png]  
我们使用一个 key 来存储用户的名字，key 的设置如下所示：

127.0.0.1:6379> set user:id:01:username XiaoHong
    OK

上述示例，自定义了`uesr:id:01:username`这个 key，通过 key 不仅可以知道用户的 id，还可以知道这个 key 是用来存储用户名字的。注意，这里的:只是起到分割符的作用，并不是固定的语法格式。

在redis中，我们也可以将一个空字符串设置成key，示例如下：

127.0.0.1:6379> SET "" c.biancheng.net
    OK
    127.0.0.1:6379> GET ""
    "c.biancheng.net"

key的类型并不局限于字符串，在redis中key具有二进制安全的特性，这意味着它可以使用任何二进制序列，但是这种key过于复杂一般不建议采用。

## key过期时间 ##

redis允许为key设置一个过期时间，也就是“到点自动删除”。这在实际业务中是非常有用的：

*  一是它可以避免使用频率不高的 key 长期存在，从而占用内存资源；
 *  二是控制缓存的失效时间。

Redis 会把每个设置了过期时间的 key 存放到一个独立的字典中，并且会定时遍历这个字典来删除到期的 key。

除了定时遍历之外，它还会使用“惰性策略”来删除过期的key。所谓“惰性策略”指的是当客户端访问这个key的时候，redis对key的过期时间进行检查，如果过期了就立即删除。

redis使用两种相结合的方法去处理过去的key。

# 和key相关的命令 #

和 key 相关的命令，它的语法格式如下所示：

redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME

*  COMMAND：表示 key 的命令；
 *  KEY\_NAME：表示 key 的名字。

下表对常用的 Redis 键命令做了简单的总结：

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td><code>DEL key</code></td> 
   <td>若键存在的情况下，该命令用于删除键</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>DUMP key</code></td> 
   <td>用于序列化给定key，并返回被序列化的值</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>EXISTS key</code></td> 
   <td>用于检查键是否存在，如果存在则返回1，否则返回0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>EXPIRE key</code></td> 
   <td>设置 key 的过期时间，以秒为单位。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>EXPIREAT key</code></td> 
   <td>该命令与 EXPIRE 相似，用于为 key 设置过期时间，不同在于，它的时间参数值采用的是时间戳格式。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>PEXPIRE key</code></td> 
   <td>设置 key 的过期，以毫秒为单位。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>PEXPIREAT key</code></td> 
   <td>与 PEXPIRE 相似，用于为 key 设置过期时间，采用以毫秒为单位的时间戳格式。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>KEYS pattern</code></td> 
   <td>此命令用于查找与指定 pattern 匹配的 key。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>MOVE key db</code></td> 
   <td>将当前数据库中的 key 移动至指定的数据库中（默认存储为 0 库，可选 1-15中的任意库）。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>PERSIST key</code></td> 
   <td>该命令用于删除 key 的过期时间，然后 key 将一直存在，不会过期。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>PTTL key</code></td> 
   <td>用于检查 key 还剩多长时间过期，以毫秒为单位。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>TTL key</code></td> 
   <td>用于检查 key 还剩多长时间过期，以秒为单位。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>RANDOM KEY</code></td> 
   <td>从当前数据库中随机返回一个 key。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>RENAME key newkey</code></td> 
   <td>修改 key 的名称。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>RENAMENX key newkey</code></td> 
   <td>如果新键名不重复，则将 key 修改为 newkey。</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>SCAN cursor</code></td> 
   <td></td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td><code>TYPE key</code></td> 
   <td>该命令用于获取 value 的数据类型。</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

## rename：键重命名 ##

### 作用 ###

用于修改 key 的名称 。

### 语法 ###

rename old_key_name new_key_name

### 返回值 ###

*  改名成功时提示 OK ，失败时候返回一个错误。
 *  当 old\_key\_name 和 new\_key\_name相同，或者 old\_key\_name 不存在时，返回一个错误。
 *  当 new\_key\_name已经存在时， RENAME 命令将覆盖旧值。

### 实例 ###

# key 存在且 newkey 不存在
    
    redis> SET message "hello world"
    OK
    
    redis> RENAME message greeting
    OK
    
    redis> EXISTS message               # message 不复存在
    (integer) 0
    
    redis> EXISTS greeting              # greeting 取而代之
    (integer) 1
    
    
    # 当 key 不存在时，返回错误
    
    redis> RENAME fake_key never_exists
    (error) ERR no such key
    
    
    # newkey 已存在时， RENAME 会覆盖旧 newkey
    
    redis> SET pc "lenovo"
    OK
    
    redis> SET personal_computer "dell"
    OK
    
    redis> RENAME pc personal_computer
    OK
    
    redis> GET pc
    (nil)
    
    redis:1> GET personal_computer      # 原来的值 dell 被覆盖了
    "lenovo"

## Renamenx ##

### 作用 ###

在新的 key 不存在时修改 key 的名称 。

### 语法 ###

rename old_key_name new_key_name

### 返回值 ###

*  修改成功时，返回 1 。
 *  如果 new\_key\_name已经存在，返回 0 。

### 实例 ###

# newkey 不存在，改名成功
    
    redis> SET player "MPlyaer"
    OK
    
    redis> EXISTS best_player
    (integer) 0
    
    redis> RENAMENX player best_player
    (integer) 1
    
    
    # newkey存在时，失败
    
    redis> SET animal "bear"
    OK
    
    redis> SET favorite_animal "butterfly"
    OK
    
    redis> RENAMENX animal favorite_animal
    (integer) 0
    
    redis> get animal
    "bear"
    
    redis> get favorite_animal
    "butterfly"

使用重命名时注意：

*  ·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，这点不要忽视。
 *  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

## randomkey：随机返回一个键 ##

### 作用 ###

从当前数据库中随机返回一个 key

### 语法 ###

redis 127.0.0.1:6379> RANDOMKEY

### 返回值 ###

*  当数据库不为空时，返回一个 key 。
 *  当数据库为空时，返回 nil （windows 系统返回 null）。

### 实例 ###

# 数据库不为空
    
    redis> MSET fruit "apple" drink "beer" food "cookies"   # 设置多个 key
    OK
    
    redis> RANDOMKEY
    "fruit"
    
    redis> RANDOMKEY
    "food"
    
    redis> KEYS *    # 查看数据库内所有key，证明 RANDOMKEY 并不删除 key
    1) "food"
    2) "drink"
    3) "fruit"
    
    
    # 数据库为空
    
    redis> FLUSHDB  # 删除当前数据库所有 key
    OK
    
    redis> RANDOMKEY
    (nil)

## dump：序列化值 ##

### 作用 ###

*  该命令用于将键对应的值做序列化处理

### 语法 ###

dump key_name

### 返回值 ###

*  如果 key 不存在，那么返回 nil 。
 *  否则，返回序列化之后的值。

### 实例 ###

127.0.0.1:6379> SET num 12
    OK
    127.0.0.1:6379> DUMP num
    "\x00\xc0\x0c\t\x00\xec\xd8\xa9\x9d\b\x82\xdfd"
    127.0.0.1:6379> get num
    "12"
    redis> DUMP not-exists-key
    (nil)

## 键过期 ##

除了expire、ttl命令以外，Redis还提供了expireat、pexpire、pexpireat、pttl、persist等一系列命令

*  expire key seconds：键在seconds秒后过期
 *  expireat key timestamp：键在秒级时间戳timestamp后过期

### expire：设置过期时间 ###

#### 作用 ####

*  该命令用于设置 key 的过期时间，当 key 过期后将不可以再使用。

#### 语法 ####

expire key_name timeout

#### 返回值 ####

*  设置成功返回 1 。
 *  当 key 不存在或者不能为 key 设置过期时间时(比如在低于 2.1.3 版本的 Redis 中你尝试更新 key 的过期时间)返回 0 。

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> SET runooobkey redis
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> EXPIRE runooobkey 60
    (integer) 1

以上实例中我们为键 runooobkey 设置了过期时间为 1 分钟，1分钟后该键会自动删除

### expireat：设置过期时间 ###

#### 作用 ####

Redis Expireat 命令用于以 UNIX 时间戳(unix timestamp)格式设置 key 的过期时间。key 过期后将不再可用。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> Expireat KEY_NAME TIME_IN_UNIX_TIMESTAMP

#### 返回值 ####

*  设置成功返回 1 。
 *  当 key 不存在或者不能为 key 设置过期时间时(比如在低于 2.1.3 版本的 Redis 中你尝试更新 key 的过期时间)返回 0 。

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> SET runoobkey redis
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> EXPIREAT runoobkey 1293840000
    (integer) 1

### pexpire： 设置过期时间 ###

#### 作用 ####

Redis PEXPIRE 命令和 EXPIRE 命令的作用类似，但是它以毫秒为单位设置 key 的生存时间，而不像 EXPIRE 命令那样，以秒为单位。

#### 语法 ####

PEXPIRE key milliseconds

#### 返回值 ####

*  设置成功，返回 1
 *  key 不存在或设置失败，返回 0

#### 实例 ####

redis> SET mykey "Hello"
    "OK"
    redis> PEXPIRE mykey 1500
    (integer) 1
    redis> TTL mykey
    (integer) 1
    redis> PTTL mykey
    (integer) 1498
    redis>

### pexpireat： 设置过期时间 ###

#### 作用 ####

这个命令和 EXPIREAT 命令类似，但它以毫秒为单位设置 key 的过期 unix 时间戳，而不是像 EXPIREAT 那样，以秒为单位。

#### 返回值 ####

设置成功返回 1，若 key 不存在或者不能为其设置过期时间，则返回 0。

#### 实例 ####

127.0.0.1:6379> set www.biancheng.net Python
    OK
    127.0.0.1:6379> PEXPIREAT www.biancheng.net 12000000000
    (integer) 1

### ttl：以秒为单位返回 key 的剩余过期时间 ###

#### 作用 ####

以秒为单位返回 key 的剩余过期时间。

#### 语法 ####

ttl key_name

#### 返回值 ####

*  当 key 不存在时，返回 -2 。
 *  当 key 存在但没有设置剩余生存时间时，返回 -1 。
 *  否则，以秒为单位，返回 key 的剩余生存时间。

注意：在 Redis 2.8 以前，当 key 不存在，或者 key 没有设置剩余生存时间时，命令都返回 -1 。

#### 实例 ####

# 不存在的 key
    
    redis> FLUSHDB
    OK
    
    redis> TTL key
    (integer) -2
    
    
    # key 存在，但没有设置剩余生存时间
    
    redis> SET key value
    OK
    
    redis> TTL key
    (integer) -1
    
    
    # 有剩余生存时间的 key
    
    redis> EXPIRE key 10086
    (integer) 1
    
    redis> TTL key
    (integer) 10084

### pttl：查询过期时间 ###

同ttl，只是以毫秒为单位返回 key 的剩余过期时间。

### 注意 ###

当使用redis相关的过期命令时，需要注意下面几点：

*  如果expire key的键不存在，返回结果为0

127.0.0.1:6379> expire not_exist_key 30  
    (integer) 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；

127.0.0.1:6379> set hello world  
    OK  
    127.0.0.1:6379> expire hello -2  
    (integer) 1  
    127.0.0.1:6379> get hello  
    (nil)

*  persist命令可以将键的过期时间清除；

127.0.0.1:6379> hset key f1 v1  
    (integer) 1  
    127.0.0.1:6379> expire key 50  
    (integer) 1  
    127.0.0.1:6379> ttl key  
    (integer) 46  
    127.0.0.1:6379> persist key  
    (integer) 1  
    127.0.0.1:6379> ttl key  
    (integer) -1

*  对于字符串类型键，执行set命令会去掉过期时间；

如下是Redis源码中，set命令的函数setKey，可以看到\*\*\*执行了removeExpire（db,key）函数去掉了过期时间：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
下面的例子证实了set会导致过期时间失效，因为ttl变为-1：

127.0.0.1:6379> expire hello 50  
    (integer) 1  
    127.0.0.1:6379> ttl hello  
    (integer) 46  
    127.0.0.1:6379> set hello world  
    OK  
    127.0.0.1:6379> ttl hello  
    (integer) -1

*  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；

## KEYS：命令查找键 ##

### 语法 ###

KEYS pattern

### 作用 ###

查找所有符合给定模式 pattern 的 key 。

*  KEYS \* 匹配数据库中所有 key （`*`匹配任意字符）
 *  KEYS h\*llo 匹配 hllo 和 heeeeello 等 （`*`匹配任意字符）
 *  KEYS h?llo 匹配 hello ， hallo 和 hxllo 等 （`?`匹配一个字符）
 *  KEYS h\[ae\]llo 匹配 hello 和 hallo ，但不匹配 hillo （`[]`匹配任意字符，比如\[1, 3\]表示匹配1和3，\[1-10表示匹配1到0的任意数字\]）

### 实例 ###

redis 127.0.0.1:6379> SET course1 redis
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> SET course2 php
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> SET course3 python
    OK
    127.0.0.1:6379> keys course*
    1) "course1"
    2) "course2"
    3) "course3"
    #获取所有key
    127.0.0.1:6379> keys *
    1) "course1"
    2) "course2"
    3) "course3"
    4) "num"
    5) "www.biancheng.net"

keys \* 会返回当前库中所有的键。

若要删除所有以某个字符开头的键，可以执行如下操作：

# 利用Linux的管道删除
    ./redis-cli keys h* | xargs ./redis-cli del

### 使用建议 ###

生成环境中不建议使用keys，如果确实有遍历键的需求怎么办？

*  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
 *  如果确认键比较少，可以执行该命令
 *  使用scan命令渐进式的遍历键，可以有效防止阻塞

## scan ##

redis从2.8版本后，提供了一个新的命令scan，它能有效的解决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命令的时间复杂度都是O(1)，但是真正要实现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。每次执行scan，可以想象成只扫描一个字段中的一部分键，直到将字典中所有键遍历完毕

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

### 语法 ###

SCAN 命令的语法格式如下：

SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

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，他的作用是做模式的匹配，这点和keys的模式匹配很想。
 *  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10

### 实例 ###

例如当前Redis数据库中有26个键（26个英文字母），现在我们要分3次遍历完数据库中的26个键

*  第一次执行"scan 0"，返回两部分：
    
     *  第一部分6，代表下次scan需要的cursor
     *  第二部分是返回的11个键

127.0.0.1:6379> scan 0
    1) "6"
    2) 1) "w"
    2) "i"
    3) "e"
    4) "x"
    5) "j"
    6) "q"
    7) "y"
    8) "u"
    9) "b"
    10) "o"

*  第二次执行“scan 6”，因为上一次返回6，所以从“cursor=6”开始扫描，结果如下所示

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

*  第二次执行“scan 11”，因为上一次返回11，所以从“cursor=11”开始扫描，结果如下所示

127.0.0.1:6379> scan 11
    1) "0"
    2) 1) "s"
    2) "f"
    3) "r"
    4) "v"
    5) "k"
    6) "l"

*  上图中SCAN命令返回0，代表所有的键已经遍历完，所以遍历结束

### 扩展 ###

*  除了scan之外，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。例如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pattern
    String 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;
    }
    }

### 问题 ###

*  渐进式遍历可以有效的解决keys命令可能产生的阻塞问题，但是scan并非完美无效，如果在scan的过程中如果有键的变化（增删改），那么遍历效果可能会遇到下面问题
 *  新增的键可能没有遍历到，遍历出现重复的键等兴趣
 *  也就是说scan并不能保证完整的遍历出所有的键

[3aa3345f54604149a894cd793c6d2024.png]: /images/20220828/8f1f7d0c99a34c828b1c232c39634626.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_14_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/9513fe39c6e44df6bb92d04c78f817e7.png
[watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]: /images/20220828/9729ba4c2b5e4faeae94443ee38524e7.png