• 高可用Redis(一):通用命令,数据结构和内部编码,单线程架构


    1.通用API

    1.1 keys命令和dbsize命令

    keys *              遍历所有key
    keys [pattern]      遍历模式下所有的key
    dbsize              计算Redis中所有key的总数
    

    例子:

    127.0.0.1:6379> set hello world
    OK
    127.0.0.1:6379> set php good
    OK
    127.0.0.1:6379> set python best
    OK
    127.0.0.1:6379> keys *          # 查看Redis中所有的key
    1) "hello"
    2) "python"
    3) "php"
    127.0.0.1:6379> dbsize          # 查看Redis中key的总数
    (integer) 3
    127.0.0.1:6379> keys p*         # 查看Redis中以p开头的所有的key
    1) "python"
    2) "php"
    127.0.0.1:6379> set perl aaa
    OK
    127.0.0.1:6379> set c++ bbb
    OK
    127.0.0.1:6379> keys p*          # 查看Redis中所有的key
    1) "python"
    2) "php"
    3) "perl"
    127.0.0.1:6379> dbsize          # 查看Redis中key的总数
    (integer) 5
    127.0.0.1:6379> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3 k4 v4
    OK
    127.0.0.1:6379> dbsize          # 查看Redis中key的总数
    (integer) 9
    

    注意事项:

    !.keys命令的时间复杂度为O(n)
    2.在生产环境中,使用keys命令取出所有key并没有什么意义,而且Redis是单线程应用,如果Redis中存的key很多,使用keys命令会阻塞其他命令执行,所以keys命令一般不在生产环境中使用
    3.dbsize命令的时间复杂度是O(1)
    4.Redis内置一个计数器,可以实时更新Redis中key的总数,所以dbsize命令可以在线上使用
    

    1.2 exists命令和del命令

    exists key              判断一个key是否存在
    del key [key...]        删除指定的key-value
    

    例子:

    127.0.0.1:6379> set k1 v1
    OK
    127.0.0.1:6379> set k2 v2
    OK
    127.0.0.1:6379> exists k1       # 判断k1是否存在
    (integer) 1     
    127.0.0.1:6379> exists k2       # 判断k2是否存在
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> del k1          # 删除k1这个键值对
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> exists k1       # 判断k1是否存在,0表示不存在 
    (integer) 0
    127.0.0.1:6379> exists k2       # 判断k2是否存在,1表示key存在
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> set a1 b1 
    OK
    127.0.0.1:6379> set a2 b2
    OK
    127.0.0.1:6379> del a1 a2       # 删除a1和a2键值对
    (integer) 2
    

    注意事项:

    del命令和exists命令的时间复杂度为O(1)
    

    1.3 expire命令,ttl命令和persist命令

    expire key seconds		设置key的过期时间,多少seconds后过期
    ttl key					查看key剩余的过期时间
    persist key				去掉key的过期时间
    

    例子:

    127.0.0.1:6379> set hello world
    OK
    127.0.0.1:6379> expire hello 20
    (integer) 1				# 设置hello这个key的过期时间为20秒
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 17			# 还有17秒过期
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 11			# 还有11秒过期
    127.0.0.1:6379> get hello
    "world"
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 5             # 还有5秒过期
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) -2			# -2表示key已经不存在了 
    127.0.0.1:6379> set hello world
    OK
    127.0.0.1:6379> expire hello 20
    (integer) 1             # 设置hello这个key的过期时间为20秒
    127.0.0.1:6379> ttl hello
    (integer) 15			# 还有15秒过期
    127.0.0.1:6379> persist hello
    (integer) 1             # 删除hello的过期时间
    127.0.0.1:6379> ttl hello 
    (integer) -1			# -1表示key存在,并且没有过期时间
    127.0.0.1:6379> get hello
    "world"
    

    注意事项:

    expire命令和ttl命令,persist命令的时间复杂度都是O(1)
    

    1.4 type命令

    type key 		# 返回key的类型
    

    例子:

    127.0.0.1:6379> set a b
    OK
    127.0.0.1:6379> type a
    string
    127.0.0.1:6379> sadd myset 1 2 3
    (integer) 3
    127.0.0.1:6379> type myset
    set
    127.0.0.1:6379> type abc		# 查看一个不存在的key时,返回None,表示key不存在
    none
    

    注意事项:

    type的返回结果有6种:string,hash,list,set,zset,none
    type命令的时间复杂度为O(1)
    

    2.数据结构和内部编码

    Redis每种数据结构及对应的内部编码如下图所示

    3.单线程架构

    Redis内部使用单线程架构。

    比如一条公路,这条公路只有一条车道。所有从这条车道上行驶的车,都必须按先来后到的顺序依次行驶

    Redis一个瞬间只能执行一条命令,不能执行两条命令

    3.1 Redis单线程为什么这么快

    1.纯内存
    Redis把所有的数据都保存在内存中,而内存的响应速度是非常快的
    
    2.非阻塞IO
    Redis使用epoll异步非阻塞模型
    Redis自身实现了事件处理
    
    3.避免线程切换和竞态消耗
    在使用多线程编程中,线程之间的切换也会消耗一部分CPU资源,
    如果不合理的实现多线程编程,可能比单线程还要慢
    

    注意事项:

    一次只运行一条命令
    拒绝长(慢)命令
    	keys 
    	flushall
    	flushdb
    	slow lua script
    	mutil/exec
    	operate
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