[Redis]基本全局命令

Redis存储方式介绍

在 Redis 中数据是以键值对的凡事存储的，键（Key）和值（Value）是基本的数据存储单元。以下是对 Redis 键值对的详细讲解：

键（Key）：

类型：键是字符串类型，可以包含任何二进制数据。

长度限制：键的最大长度为 512 MB。

命名规范：虽然 Redis 对键的命名没有严格的要求，但为了提高可读性和管理性，通常使用有意义的命名规范。例如： session:abc123

值（Value）：

值可以是多种数据类型之一，Redis 提供了丰富的数据结构来存储不同类型的数据：

比如字符串（String）、哈希（Hash）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set，ZSet）、位图（Bitmap）、HyperLogLog、地理空间索引（Geospatial）、流（Stream）

这里以字符串类型举例，其他数据类型后面会介绍

基础全局命令介绍

设置和获取键值对（string）

这里操作就是这是一个key1 value1的键值对，key1为键，value1为值

设置好后，再用get命令获取到key1对应的值

获取到value1

检查键是否存在

exists key

因为有key1，所以使用key1可以查询到，返回了1

（这里也可以一次性查询多个key，返回就是有几个查到了，就返回几）

没有key2，查询不到，返回0

查找键

keys [pattern]

返回所有满足样式（pattern）的 key。支持如下统配样式。

h?llo 匹配 hello , hallo 和 hxllo

h*llo 匹配 hllo 和 heeeello

h[ae]llo 匹配 hello 和 hallo 但不匹配 hillo

h[^e]llo 匹配 hallo , hbllo , ... 但不匹配 hello

h[a-b]llo 匹配 hallo 和 hbllo

keys * 返回数据库中所有key

使用 keys 命令在 Redis 中有很大的风险，特别是在生产环境中。这是因为 keys 命令会扫描整个数据库并返回匹配指定模式的所有键。这种操作可能会对 Redis 服务器的性能产生严重影响，特别是在键数量较多的情况下。

keys命令的风险

性能问题：
- KEYS 命令是阻塞操作，会遍历整个数据库来查找匹配的键。
- 在键数量较多时，执行 KEYS 命令可能会导致 Redis 服务卡顿，影响其他操作的响应时间。
- 这种操作的时间复杂度为 O(N)，其中 N 是数据库中的键数量。
阻塞客户端：
- 如果一个客户端执行 KEYS 命令，其他客户端的请求可能会被阻塞，直到 KEYS 命令执行完毕。
- 在高并发场景下，这种阻塞可能导致大量请求堆积，造成 Redis 服务不可用。
内存消耗：
- KEYS 命令返回的结果集可能非常大，导致返回的数据量超出客户端的处理能力。
- 结果集需要在内存中存储，可能导致 Redis 服务器的内存压力增大。

当然，也有其他命令可以代替keys，比如scan命令，后面会讲到。

在数据量很小的情况下，使用keys命令问题不大。

删除键

del key

这里因为存在key1，所以使用del删除返回1，表示删除成功1个

但是key2不存在，没有删除任何key，返回0

设置过期时间

expire key seconds （单位是秒）

pexpire key millisecond （单位是毫秒）

设置key1，然后设置key1的过期时间为10秒

10秒后用exists查询，返回0，说明key1已经过期被删除了

查询键的剩余生存时间

TTL：获取键的剩余生存时间（单位是秒）

PTTL：获取键的剩余生存时间（单位是毫秒）

设置键值对并设置过期时间

用ttl和pttl查询剩余过期时间

过期后，key1被删除，返回-2

如果返回-1，说明key是永久存在的，没有设置过期时间

redis过期策略

Redis 通过多种策略来管理键的过期和内存回收

可以在redis系统文件的配置，也就是redis.conf里修改过期策略

1. 惰性删除（Lazy Deletion）

惰性删除策略意味着当客户端访问某个键时，Redis 会检查该键是否已经过期。如果该键已经过期，Redis 将立即删除它，并返回一个不存在的结果。

实现方式 ：
- 每次读取或写入一个键时，Redis 都会检查该键的过期时间。
- 如果过期时间已到，Redis 会删除该键，然后返回不存在的结果或进行相应的写操作。
优点：
- 不会额外占用 CPU 资源，因为只在访问键时进行检查。
缺点：
- 过期键在没有被访问时仍会占用内存。

2. 定期删除（Periodic Deletion）

定期删除策略是指 Redis 以固定的时间间隔对带有过期时间的键进行扫描和删除。

实现方式 ：
- Redis 内部会运行一个后台任务，以每秒 10 次的频率随机抽取一部分带有过期时间的键进行检查。
- 如果发现这些键已经过期，Redis 会删除它们。
优点：
- 相对平衡了性能和内存回收的需求。
- 可以在一定程度上避免大量过期键长时间占用内存。
缺点：
- 由于是定期抽样检查，仍有可能存在一些过期键在被检查到之前长时间占用内存。

Redis 过期键处理策略（惰性删除和定期删除）是内置的，不需要特别配置。

但是可以通过以下配置调整定期删除的频率：（在redis.conf配置文件里）

hz 10

这表示 Redis 的事件循环频率，每秒执行 10 次事件循环。这个值会影响定期删除过期键的频率。

3. 主动删除（Active Deletion）

主动删除策略主要是通过内存淘汰策略（Eviction Policy）来实现，当 Redis 内存达到配置的最大使用量时，会主动删除一些键来释放内存。

配置方式：
- 可以通过 maxmemory 配置项设置 Redis 的最大内存使用量。
- 可以通过 maxmemory-policy 配置项设置内存淘汰策略，包括以下几种：
  - volatile-lru：从设置了过期时间的键中移除最近最少使用的键。
  - allkeys-lru：从所有键中移除最近最少使用的键。
  - volatile-lfu：从设置了过期时间的键中移除最不常使用的键。
  - allkeys-lfu：从所有键中移除最不常使用的键。
  - volatile-ttl：从设置了过期时间的键中移除将要过期的键。
  - noeviction：当内存达到限制时，不再进行删除操作，直接返回错误。
  - volatile-random：从设置了过期时间的键中随机移除键。
  - allkeys-random：从所有键中随机移除键。
优点：
- 可以确保 Redis 在达到内存上限时继续运行。
- 根据不同的策略，可以优化特定场景下的性能和内存使用。
缺点：
- 可能导致一些热键（高频访问的键）被移除，从而影响性能。

4. 内存淘汰策略

当 Redis 内存使用达到限制时，会根据配置的内存淘汰策略删除一些键，以释放内存。以下是一些常用的内存淘汰策略：

LRU（Least Recently Used）：删除最近最少使用的键。
LFU（Least Frequently Used）：删除使用频率最少的键。
TTL（Time to Live）：删除最早过期的键。
随机删除：随机删除一些键。

可以通过 maxmemory-policy 配置项来设置具体的淘汰策略。

比如：

maxmemory-policy allkeys-lru

这表示当达到最大内存限制时，Redis 将采用 LRU策略在所有键中移除最近最少使用的键。