【Redis 系列】深入理解Redis核心特性：全局命令、内部编码与单线程架构

最新推荐文章于 2025-11-29 22:06:12 发布

原创最新推荐文章于 2025-11-29 22:06:12 发布 · 831 阅读

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#redis #数据库 #缓存 #Redis命令 #内部编码 #Xsheel

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前言

相信各位已经配置好了Redis所需的环境。若尚未完成，建议查阅相关资料自行搭建，这对程序员而言是必备技能。后续内容都需要Redis环境支持。
redis-cli客户端与redis服务器主要通过redis命令进行交互。虽然常用命令通过日常练习可以熟记，但大多数命令仍需查阅文档。掌握文档阅读能力是必不可少的技能。这篇博客只是总结了部分常用命令，为了查询时更加快捷。大部分命令推荐去官方文档处查看。文档连接

全局命令

Redis 支持很多种数据结构，但它们都是键值对方式存储的值。
全局命令就是能够搭配任何一个数据结构来使用的命令

整体上，Redis是键值对结构，key是固定字符串，value实际上会有很多种类型，这些类型就是各种数据结构。

KEYS

作用：查询当前服务器上通过一些特殊符号（通配符）来描述key的模样，匹配符合pattern的key

 keys pattern(样式)

返回值：返回匹配pattern的所有key
在这里插入图片描述
keys命令的时间复杂度是O(N)，尤其是 keys *查询redis中所有的key，生产环境中很可能会因为执行时间长而阻塞。必须慎用（我们学习阶段无所谓）。

EXISTS

作用：判断某个key是否存在

exists key [key...]

返回值：返回key存在的个数
在这里插入图片描述
我们知道redis支持value可以是一些复杂的数据结构，redis自身这些键值对是通过哈希表的方式来组织的，所以exists时间复杂度是O(1)；
而value又可以是一些数据结构，相当于套了一层，把value当作一个键值对。同时，redis也是一个C\S结构的程序，如果一个命令就要进行一次网络通信，效率太低； 所以redis很多命令都是支持一次就能操作多个key进行多种操作，减少了网络通信次数，就提高了效率。

DEL

作用：删除指定的key

DEL key [key ...]

返回值:返回删掉key的个数
在这里插入图片描述

EXPIRE（添加过期时间）

作用：为指定的key添加秒级的过期时间，key存活时间超出这个值，就自动删除

expire key seconds
pexpire key mseconds(毫秒级)

返回值：1表示设置成功；0表示设置失败

在这里插入图片描述

TTL(获取key的过期时间，秒级)

作用：获取指定key的过期时间，秒级

ttl key
pttl key(毫秒级)

返回值：剩余过期时间；-1表示没有关联过期时间；-2表示key不存在

在这里插入图片描述

过期策略

redis中可能存在很多key，key可能有很大一部分有过期时间，那么redis服务器是怎么知道key已经过期要被删除？
最简单的方法就是直接遍历所有key,但是很明显，效率很低。redis采用的策略是

定期删除：每次抽取一部分，进行验证过期时间
惰性删除：某个key已经过期，但是服务器还不知道，某次访问到这个key，于是这次访问使服务器删除key，同时返回一个nil

当然，仅仅依靠上述策略效果一般，redis还提供了一系列的内存淘汰策略。

TYPE（数据类型）

作用：查看key对应的数据类型

type key

返回值：none，string，list，set ， zset ， hash ，stream

redis所有的key都是string,但是key对应的value存在很多类型。而且上述类型操作方式差别很大，使用的命令完全不同。

在这里插入图片描述
以上都是redis通用命令,为后面5种数据结构做准备，后续会围绕每一个数据结构来介绍相关命令。

内部编码

type命令实际返回的是当前键的数据结构类型，但这些只是Redis对外的数据结构。
在这里插入图片描述
redis底层在实现上述数据结构时，为了节省时间\空间，针对每种数据结构都有⾃⼰的底层内部编码实现，⽽且是多种实现，这样Redis会在合适的场景选择合适的内部编码。
类似于：商家宣传牛肉饼吃起来和牛肉一样，但是它真的是牛肉吗，可能根据市场价格，会是猪肉饼、鸭肉饼。。。

数据结构	内部编码
string	raw
string	int
string	embstr
hash	hashtable
hash	ziplist
list	linkedlist
list	ziplist
set	hashtable
set	intset
zset	skiplist
zset	ziplist

可以看到每种数据结构都有⾄少两种以上的内部编码实现，我们通过object encoding命令查询内部编码

在这里插入图片描述
数据结构：redis承诺给使用者的，理解为数据类型
编码方式：redis内部底层的实现

同一个数据类型，背后的编码方式也可能不同，根据特定场景选择特定编码方式，程序员感知不到。和接口一个道理，你只要用就行，不需要关注接口内部的实现方式。

单线程架构

redis只使用一个线程处理所有的命令请求，并不是redis服务器内只有一个线程，上篇博客讲到Redis 6.0已经引入了多线程。只是更多时候多个线程在处理网络IO.
在这里插入图片描述
当前有三个客户端发起请求，那么服务器这边会不会出现线程安全问题？
因为redis是单线程模型，保证了受到多个请求是串行执行的。同时因为redis执行的大多是短平快任务，不会消耗太多资源。