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第三章：掌握 Redis 存储与获取数据的核心命令

news 2025/7/26 16:46:23

一.Redis 存储与获取数据的核心命令

1.1GET和SET

set 命令：用于将键值对存储到 Redis 中。

语法：set key value
说明：key 和 value 都是字符串类型。在使用时，key 和 value 可以不加引号，直接表示字符串；当然，也可以给它们加上单引号或者双引号。

get 命令：根据键从 Redis 中获取对应的值。

语法：get key
说明：如果指定的 key 不存在，会返回nil，它和 null 或 NULL 意思相同，表示没有值。

必须先进入 redis-cli 客户端程序，才能输入 Redis 命令。进入成功后，会显示类似 127.0.0.1:6379> 的提示符。

Redis 中的命令不区分大小写。例如，SET key value 和 set key value 效果是一样的

1.2KEYS

keys 命令用于查询当前服务器上匹配指定模式（pattern）的键。可以通过一些特殊符号（通配符）来描述键的模样，匹配该模样的键会被查询出来。

pattern 是包含特殊符号的字符串，有的地方将其翻译成 “样式” 或者 “模式”。它存在的意义是去描述另外的字符串长什么样。

?：匹配任意一个字符。

127.0.0.1:6379> keys h?llo
1) "hello"
2) "hallo"
3) "hbllo"

*：匹配 0 个或者多个任意字符。

127.0.0.1:6379> keys h*llo
1) "hllo"
2) "hello"
3) "hallo"
4) "hbllo"
5) "heeeeeeeello"

[abcde]：只能匹配到 a、b、c、d、e，其他字符不行，相当于给出固定的选项。

127.0.0.1:6379> keys h[abe]llo
1) "hello"
2) "hallo"
3) "hbllo"

[^e]：排除 e，只有 e 匹配不了，其他字符都能匹配。

127.0.0.1:6379> keys h[^ae]llo
1) "hbllo"

[a-b]：匹配 a 到 b 这个范围内的字符，包含两侧边界。

127.0.0.1:6379> keys h[a-e]llo
1) "hello"
2) "hallo"
3) "hbllo"

使用keys注意事项：
时间复杂度：keys 命令的时间复杂度是 O(N)，其中 N 是数据库中键的数量。
生产环境禁用：在生产环境上，一般都会禁止使用 keys 命令，尤其是 keys *（该命令会查询 Redis 中所有的键）。

因为生产环境上的键可能会非常多，而 Redis 是一个单线程的服务器。执行 keys * 的时间会非常长，这会使 Redis 服务器被阻塞，无法给其他客户端提供服务。
因为Redis 经常用于做缓存，挡在 MySQL 前面。如果 Redis 被 keys * 阻塞住，此时其他的查询 Redis 操作就会超时，这些请求就会直接查询数据库。如果突然有一大波请求过来，MySQL 可能会因为无法及时处理而挂掉，进而导致整个系统基本瘫痪。

mysql数据库要是会说话：哇去，怎么一下子来这么多请求啊，顶不住啊，redis兄弟你死哪去了！

哈哈

1.3EXISTS

`exists` 命令用于判定指定的键（`key`）是否存在。

EXISTS key [key ...]
可以同时判定一个或多个键是否存在，返回存在的键的个数。例如，如果判定的三个键中有两个存在，就会返回 `2`。
在 Redis 这种键值对存储的体系（类似于哈希表）中，键（`key`）是唯一的。
`exists` 命令的时间复杂度是 `O(1)`，这是因为 Redis 是按照哈希表的方式来组织这些键的，哈希表的查找操作时间复杂度为 `O(1)`。
Redis 支持很多数据结构，指的是一个值（`value`）可以是一些复杂的数据结构。同时，Redis 自身的这些键值对是通过哈希表的方式来组织的，而 Redis 具体的某个值又可以是一些数据结构。

重点：

Q:一次查询多个，和一次查询一个有什么区别吗？
A:redis本质还是一个服务器，也是需要通过网络通信再来操作内存的
若分开执行命令会增加网络通信轮次，效率低、成本高。网络通信时数据需经历多层封装与分用过程，且网卡特性、客户端和服务器的位置等因素也会影响通信效率。不过 Redis 很多命令支持一次操作多个键或多种操作，以此减少网络通信轮次，提升效率。

1.4DEL

1. 作用：`del`（即 `delete`）命令用于删除指定的键（`key`）。
2. 语法：DEL key [key ...]。可以一次删除一个或者多个键。
3. 时间复杂度：`O(1)`。
4. 返回值：返回删除掉的键的个数。例如：

   127.0.0.1:6379> del hllo(integer) 1127.0.0.1:6379> del hello hallo aaa(integer) 2

举个栗子~

重点关注：
平常在学习 MySQL 时，像 `drop database`、`drop table`、`delete from......` 这类删除操作都是非常危险的，一旦执行删除，数据就会丢失，而对于redis的删除，情况是否严重就看redis作为什么

1.Redis 作为缓存时的删除操作：
Redis 主要应用场景之一是作为缓存，此时 Redis 里存的只是热点数据，全量数据在 MySQL 数据库中。如果只是删除 Redis 中的几个键，一般问题不大。但如果把所有数据或者一大部分数据都删除，影响会很大。因为原本 Redis 是帮助 MySQL 分担压力的，Redis 没数据了，大部分请求会直接打到 MySQL 上，容易导致 MySQL 崩溃。

2.Redis 作为数据库时的删除操作：
如果把 Redis 作为数据库使用，此时误删数据的影响会很大。

3.Redis 作为消息队列（mq）时的删除操作：
如果把 Redis 作为消息队列（mq），误删数据的影响大小需要根据具体情况判断。

1.5EXPIRE

Redis 的 expire 命令用于给指定的键（key）设置过期时间，时间单位是秒，当键的存活时间超出设定值，就会被自动删除。

expire 命令的语法是 EXPIRE key seconds，需要注意的是，此处设置过期时间必须针对已经存在的键，设置成功返回 1，设置失败返回 0，时间复杂度为 O(1)。
另外还有 pexpire 命令，它以毫秒为时间单位设置过期时间。

举个栗子~

在很多业务场景中，时间限制是很常见的，比如手机验证码通常 5 分钟内有效，点外卖的优惠券也在指定时间内有效。基于 Redis 实现分布式锁时，为避免不能正确解锁的情况，也会在加锁时设置过期时间（Redis 分布式锁就是在 Redis 里写一个特殊的键值对）。

*1.6TTL

ttl（time to live）命令用于查看当前键的过期时间还剩多少。

pttl 命令也用于查看过期时间剩余，但时间单位是毫秒。

需要说明的是，网络原理中 IP 协议报头里也有一个 TTL 字段，但 IP 中的 TTL 不是用时间衡量过期，而是用次数。

重点关注：

redis整体的key过期策略是怎么实现的？

Redis 的 key 过期策略主要通过定期删除和惰性删除两种策略结合实现。

定期删除是指 Redis 每次抽取一部分 key 进行过期时间验证，保证抽取检查过程足够快，因为 Redis 是单线程程序，若扫描过期 key 耗时太久，会阻塞正常请求处理；
惰性删除则是在访问某个 key 时，若发现其已过期，就触发删除操作并返回 nil。不过这两种策略结合整体效果一般，仍可能有过期 key 残留。

另外，Redis 没有采用定时器方式实现过期 key 删除，因为基于定时器实现易引入多线程，而 Redis 早期版本奠定了单线程基调，引入多线程会打破最初设计（无官方回答，猜测）。

若有多个 key 过期，可通过基于优先队列或时间轮的定时器来高效处理。那讲讲定时器吧

优先级队列/堆实现定时器：

Redis 处理过期 key 可借助优先级队列，按过期时间排序，队首是最早过期的 key。用一个线程检查队首元素，未过期则后续元素也没过期，无需全扫描。线程根据队首过期时间设置等待，避免频繁检查浪费 CPU，有新任务时再调整。

基于时间轮实现定时器：

假设我们把时间轮的每个小段设置为 100ms，整个时间轮有 10 个格子，代表 1000ms（1 秒）的时间范围。

现在有一个 key，它会在 300ms 之后过期，我们就把这个 key 对应的任务添加到时间轮中第 3 个格子（因为 3×100ms = 300ms）所挂的链表中。
时间轮的指针每隔 100ms 移动一格，当指针移动到第 3 个格子时，就会执行这个格子链表中的任务，也就是处理这个过期的 key。
再比如有一个 key 要在 3000ms 之后过期，因为 3000ms ÷ 100ms = 30，时间轮只有 10 个格子，30 mod 10 = 0，所以我们可以把这个 key 对应的任务添加到第 0 个格子的链表中，并且记录这个任务需要在指针绕时间轮 3 圈后执行。当指针第 3 次移动到第 0 个格子时，就会执行这个任务。

举一个栗子~

就像老式挂历，每页代表 1 天（时间小段），上面记着当天要做的事（任务链表）。每天早上（固定间隔）翻一页（指针移动），然后处理这一页上的所有事情。如果要记一个 3 天后的事，就写在第 3 页；若事情在 1 个月后，就按挂历页数循环，到对应那页再处理。挂历的每页天数（格子时间）和总页数（格子数量）可根据需要选，比如用周历（每页 1 周）或月历（每页 1 月）。

需注意的是，Redis 并没有采用上述两种方案，但这两种方案是高效定时器的实现方式，在很多场景中会用到。另外，Redis 源码中有一个核心机制是事件循环。

1.7TYPE

1.Redis 键值对的值类型及对应实现

返回 key 对应的数据类型。

键（key）对应的值（value）可以是多种类型：

字符串：如 “It is a string or a byte stream”，类似C++ 的 std::string 和 Java 的 String。
哈希：如包含 field1 - value1、gender - female 等键值对的结构，类似C++ 的 std::unordered_map 和 Java 的 HashMap。
列表：如包含 a、b、甲、乙的结构，类似C++ 的 std::deque 和 Java 的 List。
集合：如包含苹果、香蕉、葡萄的结构，类似C++ 的 std::set 和 Java 的 Set。
有序集合：如包含关羽（99.0）、刘备（87.2）、张飞（93.0）的结构，除存储成员外还存储权重分数，Redis 中对应特定实现。

2.Redis 数据结构的底层优化与实现
Redis 在底层实现上述数据结构时，会在源码层面针对实现进行特定优化，以达到节省时间和空间的效果。内部具体实现的数据结构存在变数，即编码方式。Redis 承诺哈希表的查询、插入、删除操作时间复杂度为 O (1)，但背后实现不一定是标准哈希表，可能在特定场景下使用其他数据结构，仍保证时间复杂度符合承诺。（就是你使用redis的时候，reids会根据场景进行内部调优，即使用不同的编码方式）

3.Redis 数据类型与内部编码方式

数据结构：Redis 承诺的数据类型，也可理解为数据类型。