【Redis】Redis 通用命令、键的过期策略
文章目录
- 一、基础命令
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- SET 和 GET
- 二、全局命令
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- KEYS
- EXISTS
- DEL
- EXPIRE 和 TTL
- 经典面试题：Redis 中 key 的过期策略是怎么实现的
- TYPE
Redis 有许多种数据结构，但是这些数据结构的 key 的类型都是字符串类型的（所以说，Redis 不同的数据结构都是针对于 value 而言的）。正因如此，对应相同类型的 key 来说，就有一些通用的来操作 Redis 的命令。
一、基础命令
SET 和 GET
SET 和 GET 可以说是 Redis 中最基础也是最核心的两个命令了，Redis 是以键值对的形式来储存数据的，因此对于 Redis 中数据的存取就如同在操作一个哈希表一样。SET的作用就是 把 key 和 value 设置进 Redis，而 GET 则是通过 key 将 value 从 Redis 中取出。
例如下面的操作：
- 上述操作中，使用 SET 命令向 Redis 中添加了一个 key 为
key1，value 为12345和 key 为key2，value 为hello的两个键值对； - 然后再使用 GET key 这样的语法的命令获取到 key 对应的 value 值。
- 如果使用 GET 获取一个不存在的 key 对应的值则会返回
nil（即相当于null）。
注意事项：
通过上述操作可以发现，在 Redis 中 key 和 value 其实都是字符串，但是不需要加上引号。当然如果想要加的话，单引号和双引号都可以。
二、全局命令
Redis 有许多种数据结构，但是这些数据结构的 key 的类型都是字符串类型的（所以说，Redis 不同的数据结构都是针对于 value 而言的）。正因如此，对应相同类型的 key 来说，就有一些全局通用的来操作 Redis 的命令。
KEYS
KEYS 命令的作用是用来查询当前 Redis 服务器上匹配的所有的 key 的，可以通过一些特殊的通配符来描述 key 的模式，然后就可以查询出 Redis 中所有匹配这个模式的 key 。
keys pattern
在 Redis 的官方文档中给出 KEYS 的模式类型如下：
a）? 符号的作用是匹配一个字符
例如：当 pattern 为 h?llo 的时候，就能匹配到如：hello、hallo、hxllo 这样的 key。
b）* 符号的作用是匹配 0 个或多个任意字符
例如：当 pattern 为 h*llo 的时候，就能匹配到如：hllo、heeeello 这样的 key。
c）[ae] 符号的意思只匹配 a 或 e 这样的
例如：当 pattern 为 h[ae]llo 的时候，就能匹配到 hallo、hello，但是不会匹配到 hillo。
d）[^e] 符号的意思是匹配非 e 的
例如：当 pattern 为 h[^e]llo 的时候，就不会到 hello，但能匹配到其他的如 hallo、hbllo 这样的。
f）[a-b] 符号的意思是匹配 a ~ b 之间的
例如：当 pattern 为 h[a-e]llo 的时候，就能匹配到 hallo、hello 这样的。
关于 KEYS 命令的注意事项：
在实际生产环境中，要谨慎使用命令
keys *，因为这条命令会查询出当前 Redis 中储存的所有 key，其时间复杂度为 O(N)。如果使用了该命令，可能会造成一些严重的后果：
- 由于 Redis 是用单线程处理命令的，如果使用
keys *命令的话，就可能导致 Redis 会执行很长时间，而在此期间无法为其他用户提供服务了。- Redis 常作为 MySQL 这样的数据库的挡箭牌（缓存），一旦因为
keys *导致数据无法从 Redis 中获取（Redis 阻塞），累计的大量的其他请求超时后就会从数据库中去查询数据，此时 MySQL 这样的数据库可能就会措手不及了，非常有可能造成数据库崩溃。
EXISTS
exists 命令的作用是判断某个 key 是否存在。如果存在则返回 1， 不存在则返回 0。
其语法格式为：
exists key [key ...]
那么就意味着 exists 命令可以单独查询一个 key，也可以同时查询多个 key：
使用 EXISTS 命令的注意事项：
- Redis 查询某个 key 是否存在的时间复杂度是 O(1)，因为 Redis 组织这些 key 是以哈希表这样的数据结构来组织的。
- 尽管 Redis 查询某个 key 是否存在的时间复杂度是 O(1)，但是由于 Redis 是以单线程来处理命令的，并且 Redis 的客户端与服务器是通过网络进行通信的，因此同时查询多个 key 的效率比分开查询单个 key 时的效率要高得多。
DEL
DEL 命令的功能是删除指定的 key，删除成功返回 1，失败则返回 0。
使用语法：
del key [key ...]
和 EXISTS 命令一样，执行 DEL 命令的时间复杂度也是 O(1)，可以单独删除一个 key，也可以同时删除多个 key，但注意应该同时删除多个 key 以避免影响 Redis 的性能。
EXPIRE 和 TTL
EXPIRE 命令的作用是为 key 指定一个秒级的过期时间，当然还有一个命令 PEXPIER，其指定的是毫秒级别的过期时间，当 key 过期之后则会删除这个 key。而 TTL 命令的作用是获取某个 key 剩余的过期时间，如果没有设置过期时间则返回 - 1，已经超时了则返回 - 2。
EXPIRE 的使用语法：
expire key seconds
TTL 的使用语法：
ttl key
使用例子：
经典面试题：Redis 中 key 的过期策略是怎么实现的
如下图所示，展示了 key 设置了超时时间然后到过期的整个过程：
在实际生成环境中，Redis 存在了大量的 key，并且大多数的 key 都是设置了超时时间的。对于 Redis 来说，内存空间是极其宝贵的资源，如果不及时清理过期的 key，就会浪费大量的内存空间。
那么如何清理这些随时会过期的 key 呢？
可能一拍脑门就会想到定时在所有的 key 里面去找出过期的 key 并清除，乍一看实现起来非常简单，但是别忘了，Redis 是使用多线程来处理任务的，如果以这样的方式去清理 key 的话，那么 Redis 的生命周期早就结束了。
实际上，简单来说 Redis 中 key 的过期策略是 定期删除与惰性删除相结合：
1. 定期删除
定期删除是 Redis 中的一种主动过期检查机制。
Redis 定期地（默认每秒钟10次，可以在配置文件中进行调整）随机选择一些已设置过期时间的键，并检查它们的过期时间是否已到。如果键已经过期，Redis 会将其删除。
并且，Redis 会在每次执行定期删除操作时，随机选择一部分键进行检查和清理。这样做是为了分散定期删除操作对性能的影响，以免在某一刻集中删除大量过期键。
2. 惰性删除
惰性删除是 Redis 中的被动过期检查机制。
当客户端尝试读取一个键的值时，Redis 会首先检查该键的过期时间。如果键已经过期，Redis 不会返回它的值，而是立即将其删除。惰性删除确保了在键被访问时，如果已经过期，会立即删除。这降低了过期键在内存中积累的可能性。
综合使用这两种方法，Redis 实现了高效的键过期策略，但仍然可能存在一些过期键没有及时清理的情况，特别是在大量过期键堆积时。为了确保过期键的及时清理，还可以考虑以下方法：
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设置适当的过期时间： 在配置文件中，为键设置合理的过期时间，以确保不会在内存中积累大量过期键。
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使用内存淘汰策略： Redis 提供了不同的内存淘汰策略，如LRU（最近最少使用）、LFU（最不经常使用）等。通过选择适当的淘汰策略，可以在内存不足时主动删除一些键，包括过期键。
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定期扫描和清理： 可以定期执行自定义脚本或任务来扫描和清理过期键。这样可以确保即使 Redis 主线程繁忙，也有一个独立的任务负责清理过期键。
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使用 Redis 的 Pub/Sub 功能： 可以使用 Redis 的发布/订阅功能来实现一个过期键的监控系统。当键过期时，Redis 可以发布一个消息，然后订阅者可以处理这些消息来执行清理操作。
综合使用这些方法，可以确保 Redis 中的过期键得到及时清理，从而维护内存的稳定和性能。
TYPE
TYPE 命令的作用是返回指定 key 对应 value 的数据类型。
其语法为：
type key
例如：
