给你1亿的Redis key，如何高效统计？

大家好，我是苏三，又跟大家见面。

前言

有些小伙伴在工作中，可能遇到过这样的场景：老板突然要求统计Redis中所有key的数量，你随手执行了KEYS *命令，下一秒监控告警疯狂闪烁------整个Redis集群彻底卡死，线上服务大面积瘫痪。

今天这篇文章就跟大家一起聊聊如果给你1亿个Redis key，如何高效统计这个话题，希望对你会有所帮助。

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1 为什么不建议使用KEYS命令？

Redis的单线程模型是其高性能的核心，但也是最大的软肋。

当Redis执行 KEYS * 命令时，内部的流程如下：

Redis的单线程模型是其高性能的核心，但同时也带来一个关键限制：所有命令都是串行执行的。

当我们执行 KEYS * 命令时：

Redis必须遍历整个key空间（时间复杂度O(N)）

在遍历完成前，无法处理其他任何命令

对于1亿个key，即使每个key查找只需0.1微秒，总耗时也高达10秒！

致命三连击：

1. 时间复杂度：1亿key需要10秒+（实测单核CPU 0.1μs/key）
2. 内存风暴：返回结果太多可能撑爆客户端内存
3. 集群失效：在Cluster模式中只能查当前节点的数据。

如果Redis一次性返回的数据太多，可能会有OOM问题：

127.0.0.1:6379> KEYS *
(卡死10秒...)
(error) OOM command not allowed when used memory > 'maxmemory'

超过了最大内存。

那么，Redis中有1亿key，我们要如何统计数据呢？

2 SCAN命令

SCAN命令通过游标分批遍历，每次只返回少量key，避免阻塞。

Java版基础SCAN的代码如下：

public long safeCount(Jedis jedis) {
    long total = 0;
    String cursor = "0";
    ScanParams params = new ScanParams().count(500); // 每批500个
    
    do {
        ScanResult<String> rs = jedis.scan(cursor, params);
        cursor = rs.getCursor();
        total += rs.getResult().size();
    } while (!"0".equals(cursor)); // 游标0表示结束
    
    return total;
}

使用游标查询Redis中的数据，一次扫描500条数据。

但问题来了：1亿key需要多久？

• 每次SCAN耗时≈3ms
• 每次返回500key
• 总次数=1亿/500=20万次
• 总耗时≈20万×3ms=600秒=10分钟！

3 多线程并发SCAN方案

现代服务器都是多核CPU，单线程扫描是资源浪费。

看多线程优化方案如下：

多线程并发SCAN代码如下：

public long parallelCount(JedisPool pool, int threads) throws Exception {
    ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(threads);
    AtomicLong total = new AtomicLong(0);
    
    // 生成初始游标（实际需要更智能的分段）
    List<String> cursors = new ArrayList<>();
    for (int i = 0; i < threads; i++) {
        cursors.add(String.valueOf(i));
    }

    CountDownLatch latch = new CountDownLatch(threads);
    
    for (String cursor : cursors) {
        executor.execute(() -> {
            try (Jedis jedis = pool.getResource()) {
                String cur = cursor;
                do {
                    ScanResult<String> rs = jedis.scan(cur, new ScanParams().count(500));
                    cur = rs.getCursor();
                    total.addAndGet(rs.getResult().size());
                } while (!"0".equals(cur));
                latch.countDown();
            }
        });
    }
    
    latch.await();
    executor.shutdown();
    return total.get();
}

使用线程池、AtomicLong和CountDownLatch配合使用，实现了多线程扫描数据，最终将结果合并。

性能对比（32核CPU/1亿key）：

方案	线程数	耗时	资源占用
单线程SCAN	1	580s	CPU 5%
多线程SCAN	32	18s	CPU 800%

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4 分布式环境的分治策略

如果你的系统重使用了Redis Cluster集群模式，该模式会将数据分散在16384个槽(slot)中，统计就需要节点协同。

流程图如下：

每一个Redis Cluster集群中的master服务节点，都负责统计一定范围的槽(slot)中的数据，最后将数据聚合起来返回。

集群版并行统计代码如下：

public long clusterCount(JedisCluster cluster) {
    Map<String, JedisPool> nodes = cluster.getClusterNodes();
    AtomicLong total = new AtomicLong(0);
    
    nodes.values().parallelStream().forEach(pool -> {
        try (Jedis jedis = pool.getResource()) {
            // 跳过从节点
            if (jedis.info("replication").contains("role:slave")) return; 
            
            String cursor = "0";
            do {
                ScanResult<String> rs = jedis.scan(cursor, new ScanParams().count(500));
                total.addAndGet(rs.getResult().size());
                cursor = rs.getCursor();
            } while (!"0".equals(cursor));
        }
    });
    
    return total.get();
}

这里使用了parallelStream，会并发统计Redis不同的master节点中的数据。

5 毫秒统计方案

方案1：使用内置计数器

如果只想统计一个数量，可以使用Redis内置计数器，瞬时但非精确。

127.0.0.1:6379> info keyspace
# Keyspace
db0:keys=100000000,expires=20000,avg_ttl=3600

优点：毫秒级返回。

缺点：包含已过期未删除的key，法按模式过滤数据。

方案2：实时增量统计

实时增量统计方案精准但复杂。

基于键空间通知的实时计数器，具体代码如下：

@Configuration
publicclass KeyCounterConfig {
    
    @Bean
    public RedisMessageListenerContainer container(RedisConnectionFactory factory) {
        RedisMessageListenerContainer container = new RedisMessageListenerContainer();
        container.setConnectionFactory(factory);
        
        container.addMessageListener((message, pattern) -> {
            String event = new String(message.getBody());
            if(event.startsWith("__keyevent@0__:set")) {
                redisTemplate.opsForValue().increment("total_keys", 1);
            } elseif(event.startsWith("__keyevent@0__:del")) {
                redisTemplate.opsForValue().decrement("total_keys", 1);
            }
        }, new PatternTopic("__keyevent@*"));
        
        return container;
    }
}

使用监听器统计数量。

成本分析：

• 内存开销：额外存储计数器
• CPU开销：增加5%-10%处理通知
• 网络开销：集群模式下需跨节点同步

6 如何选择方案？

本文中列举出了多个统计Redis中key的方案，那么我们在实际工作中如何选择呢？

下面用一张图给大家列举了选择路线：

各方案的时间和空间复杂度如下：

方案	时间复杂度	空间复杂度	精度
KEYS命令	O(n)	O(n)	精确
SCAN遍历	O(n)	O(1)	精确
内置计数器	O(1)	O(1)	不精确
增量统计	O(1)	O(1)	精确

硬件法则：

• CPU密集型：多线程数=CPU核心数×1.5
• IO密集型：线程数=CPU核心数×3
• 内存限制：控制批次大小（count参数）

常见的业务场景：

• 电商实时大屏：增量计数器+RedisTimeSeries
• 离线数据分析：SCAN导出到Spark
• 安全审计：多节点并行SCAN

真正的高手不是能解决难题的人，而是能预见并规避难题的人。

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