Redis核心用法与通用命令全解析

Redis核心用法与通用命令全解析

——从基础操作到高效实践

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一、Redis基础知识速览

Redis是一款高性能的键值存储系统，支持String、Hash、List、Set、Sorted Set五种核心数据结构，以及Bitmaps、HyperLogLog、Streams等扩展类型。其单线程模型和内存存储特性使其在缓存、计数器、消息队列等场景中表现出色。

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二、核心命令详解（附实用示例）

1. 通用键操作命令

（1）键管理

# 删除键（支持批量）  
DEL user:1001 order:2023  # 检查键是否存在  
EXISTS article:987  # 设置过期时间（秒）  
EXPIRE session:abc 3600  # 查看剩余生存时间（秒）  
TTL session:abc  # 移除过期时间  
PERSIST config:api_rate  

场景示例：用户会话管理（设置30分钟失效的登录态）

（2）键查询与遍历

# 匹配所有以"prod_"开头的键  
KEYS prod_*  # 分页扫描键（避免阻塞）  
SCAN 0 MATCH user:* COUNT 100  

注意：KEYS命令在生产环境需谨慎使用，可能引发性能问题。

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2. 字符串（String）操作

# 设置/获取值  
SET product:123 "{\"name\":\"Book\", \"price\":59}"  
GET product:123  # 原子递增计数器  
INCR page_views:home  # 追加字符串  
APPEND log:error "Connection timeout"  # 获取子串  
GETRANGE product:123 0 4  # 返回"{\"na"  

典型应用：JSON对象缓存、访问量统计

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3. 哈希（Hash）操作

# 存储用户信息  
HSET user:1001 name "Alice" age 28 email "alice@example.com"  # 批量获取字段  
HMGET user:1001 name age  # 获取所有键值对  
HGETALL user:1001  # 原子增减字段值  
HINCRBY user:1001 login_count 1  

适用场景：对象属性存储（如电商购物车）

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4. 列表（List）操作

# 消息队列实现  
LPUSH notifications:user100 "New message"  
RPOP notifications:user100  # 获取最新10条日志  
LRANGE log:system 0 9  # 阻塞式弹出元素  
BRPOP task_queue 30  # 等待30秒  

优势：支持双向操作，天然适合队列/栈结构

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5. 集合（Set）与有序集合（ZSet）

# 存储标签集合  
SADD article:5566 tags:python tags:database  # 求共同关注（交集）  
SINTER user:A:follow user:B:follow  # 存储排行榜  
ZADD leaderboard 95 "PlayerA" 87 "PlayerB"  # 分页获取Top10  
ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES  

技巧：ZSet的ZRANGEBYSCORE可实现范围查询，ZUNIONSTORE支持复杂聚合

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三、高级用法与性能优化

1. 事务与原子性

MULTI  
INCR inventory:item100  
DECR balance:user5  
EXEC  

注意事项：

• Redis事务非严格ACID，单命令原子但整体可能部分失败
• 可结合WATCH实现乐观锁

2. 管道（Pipeline）批量操作

pipe = redis.pipeline()  
for user_id in user_ids:  pipe.hgetall(f"user:{user_id}")  
results = pipe.execute()  

收益：网络往返时间减少90%+，适合批量写入场景

3. Lua脚本原子操作

-- 库存扣减脚本  
local stock = tonumber(redis.call('GET', KEYS[1]))  
if stock >= tonumber(ARGV[1]) then  redis.call('DECRBY', KEYS[1], ARGV[1])  return 1  
else  return 0  
end  

优势：避免竞态条件，保证复杂逻辑的原子性

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四、安全与运维最佳实践

1. 安全配置

# 设置访问密码  
CONFIG SET requirepass "YourSecureP@ssw0rd"  # IP白名单限制  
bind 192.168.1.10 10.0.0.0/24  

注意：生产环境必须启用密码认证

2. 性能优化技巧

• 避免大Key：单个String值不超过10KB，Hash/List元素不超过5000
• 使用Lazy Free：异步删除大对象防止阻塞

UNLINK big_key  # 替代DEL命令  

• 合理设置过期时间：结合EXPIREAT按时间戳精确控制

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五、常见问题排查

现象	排查命令	解决方案
内存突然飙升	INFO MEMORY + CLIENT LIST	检查是否有MONITOR命令执行
客户端周期性超时	SLOWLOG GET	优化慢查询，如避免HGETALL大Hash
主从数据不一致	INFO REPLICATION	检查网络延迟与复制积压缓冲区

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通过本文的1500余字详解，您已掌握Redis的核心用法与进阶技巧。如需深入学习特定功能（如Streams消息流、集群部署），可访问Redis官方文档或参考《Redis设计与实现》等专业书籍。

参考资料：