Redis 常见数据类型

Redis 常见数据类型

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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。

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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  

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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  

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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。

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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  

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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）
string	int (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。
hash	ziplist	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。
list	ziplist	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）  

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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）  
  

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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"  
   

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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。