Redis 常见数据类型

news2025/5/11 20:02:03

Redis 常见数据类型


一、基本全局命令详解与实操
1. KEYS 命令

功能:按模式匹配返回所有符合条件的键(生产环境慎用,可能导致阻塞)。
语法

KEYS pattern  

模式规则

  • h?llo:匹配 hello, hallo?表示单个字符)。
  • h*llo:匹配 hllo, heeeello*表示任意字符)。
  • h[ae]llo:匹配 hello, hallo[]内为可选字符)。
  • h[^e]llo:排除 h后第二个字符为 e 的键(如 hxllo)。

示例

127.0.0.1:6379> MSET user:1:name Alice user:2:name Bob  
OK  
127.0.0.1:6379> KEYS user:*:name  
1) "user:1:name"  
2) "user:2:name"  

警告

  • 在数据量大的数据库中执行 KEYS * 可能导致服务卡顿,建议用 SCAN 代替。

2. EXISTS 命令

功能:检查一个或多个键是否存在。
语法

EXISTS key [key ...]  

返回值:存在的键数量(0~N)。

示例

127.0.0.1:6379> SET key1 "value"  
OK  
127.0.0.1:6379> EXISTS key1 key2  
(integer) 1  # 只有 key1 存在  

3. DEL 命令

功能:删除一个或多个键(无视数据类型)。
语法

DEL key [key ...]  

返回值:成功删除的键数。

示例

127.0.0.1:6379> SET key1 "v1"  
OK  
127.0.0.1:6379> DEL key1 key2  
(integer) 1  # key2 不存在,仅删除 key1  

4. EXPIRE / TTL 命令

功能:设置键的过期时间(秒) / 查看剩余存活时间。
语法

EXPIRE key seconds      # 设置过期时间  
TTL key                 # 查看剩余时间  

返回值

  • EXPIRE:1(成功),0(键不存在或设置失败)。
  • TTL:剩余秒数,-1(无过期时间),-2(键不存在)。

示例

127.0.0.1:6379> SET session:123 "data"  
OK  
127.0.0.1:6379> EXPIRE session:123 300  # 5分钟后过期  
(integer) 1  
127.0.0.1:6379> TTL session:123  
(integer) 297  # 剩余297秒  

扩展操作

  • PEXPIRE:以毫秒为单位设置过期时间。
  • PERSIST:移除键的过期时间,使其永久有效。

5. TYPE 命令

功能:返回键对应的数据类型。
语法

TYPE key  

返回值string, hash, list, set, zset, stream, none(键不存在)。

示例

127.0.0.1:6379> LPUSH mylist "a" "b"  
(integer) 2  
127.0.0.1:6379> TYPE mylist  
list  

二、数据结构与内部编码深度解析
1. 查看内部编码

命令OBJECT ENCODING key
示例

127.0.0.1:6379> SET num 100  
OK  
127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING num  
"int"          # 存储为整数  

127.0.0.1:6379> SET long_str "A very long string..."  
OK  
127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING long_str  
"raw"          # 存储为普通字符串  
2. 各数据结构的内部编码规则
数据结构默认编码触发条件(可配置)
stringint (整数)值可表示为64位有符号整数。
embstr (短字符串)字符串长度 ≤ 39字节(Redis 5.0+)。
raw (长字符串)字符串长度 > 39字节。
hashziplist字段数 ≤ hash-max-ziplist-entries(默认512),且字段值长度 ≤ hash-max-ziplist-value(默认64字节)。
hashtable超出上述阈值时自动转换。
listziplist元素数 ≤ list-max-ziplist-entries(默认512),且元素值长度 ≤ list-max-ziplist-value(默认64字节)。
linkedlist超出阈值时转换。

配置调整示例(修改 redis.conf):

hash-max-ziplist-entries 1024  # 哈希字段数超过1024时转hashtable  
list-max-ziplist-size -2       # 列表元素大小动态调整(默认值)  

三、单线程架构原理与优化
1. 单线程模型核心机制
  • 纯内存操作:数据全在内存中,无需磁盘I/O。
  • I/O多路复用
    • 使用 epoll(Linux)监听多个客户端连接。
    • 事件驱动模型,将连接、读写事件转换为队列任务。
  • 无锁设计:所有命令串行执行,避免竞态条件。
2. 性能瓶颈与规避方法
  • 长耗时命令
    • 避免使用 KEYS *FLUSHALL、复杂 Lua 脚本。
    • 使用 SCAN 代替 KEYS,分批次遍历键。
  • 大Key问题
    • 拆分大哈希/列表(如将 user:1000:friends 拆分为多个键)。
    • 使用 UNLINK(异步删除)代替 DEL
3. 监控与调优命令
  • 查看命令执行时间
    SLOWLOG GET 5  # 获取最近5条慢查询日志  
    
  • 内存分析
    MEMORY USAGE key  # 查看键的内存占用(单位字节)  
    

四、操作验证实验
实验1:观察字符串编码变化
  1. 设置不同长度的字符串:
    127.0.0.1:6379> SET small "abc"  
    OK  
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING small  
    "embstr"  
    
    127.0.0.1:6379> SET large "This is a very long string..."  # 长度超过39字节  
    OK  
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING large  
    "raw"  
    
实验2:哈希编码转换测试
  1. 创建小哈希:
    127.0.0.1:6379> HMSET user:1000 name "Alice" age 30  
    OK  
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING user:1000  
    "ziplist"  
    
  2. 添加大字段触发转换:
    127.0.0.1:6379> HSET user:1000 bio "A very long biography..."  # 字段值超过64字节  
    (integer) 1  
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING user:1000  
    "hashtable"  
    

总结

  • 全局命令:需注意 KEYS 的性能风险,优先使用 SCAN
  • 内部编码:通过 OBJECT ENCODING 和配置文件优化内存与性能。
  • 单线程优化:避免长耗时操作,合理设计数据结构和命令。

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