redis 简单整理——redis 的键管理[七]
前言
简单整理一下redis的键管理。
正文
单个键管理
- 键重命名
rename key newkey
为了防止被强行rename,Redis提供了renamenx命令,确保只有newKey 不存在时候才被覆盖,例如下面操作renamenx时,newkey=python已经存在, 返回结果是0代表没有完成重命名,所以键java和python的值没变。
- 随机返回一个键
randomkey
- 键过期
·expire key seconds:键在seconds秒后过期。
·expireat key timestamp:键在秒级时间戳timestamp后过期
ttl命令和pttl都可以查询键的剩余过期时间,但是pttl精度更高可以达到 毫秒级别,有3种返回值:
大于等于0的整数:键剩余的过期时间(ttl是秒,pttl是毫秒)。
·-1:键没有设置过期时间。
·-2:键不存在。
expireat命令可以设置键的秒级过期时间戳,例如如果需要将键hello在 2016-08-0100:00:00(秒级时间戳为1469980800)过期,可以执行如下操作:
127.0.0.1:6379> expireat hello 1469980800 (integer) 1
除此之外,Redis2.6版本后提供了毫秒级的过期方案:
·pexpire key milliseconds:键在milliseconds毫秒后过期。
·pexpireat key milliseconds-timestamp键在毫秒级时间戳timestamp后过期
但无论是使用过期时间还是时间戳,秒级还是毫秒级,在Redis内部最 终使用的都是pexpireat.
1)如果expire key的键不存在,返回结果为0:
127.0.0.1:6379> expire not_exist_key 30 (integer) 0
2)如果过期时间为负值,键会立即被删除,犹如使用del命令一样:
3)persist命令可以将键的过期时间清除
对于字符串类型键,执行set命令会去掉过期时间,这个问题很容易 在开发中被忽视。
setex命令作为set+expire的组合,不但是原子执行,同时减少了一次 网络通讯的时间。
迁移键功能非常重要,因为有时候我们只想把部分数据由一个Redis迁 移到另一个Redis(例如从生产环境迁移到测试环境),
Redis发展历程中提供了move、dump+restore、migrate三组迁移键的方法,它们的实现方式以及 使用的场景不太相同,下面分别介绍。
1.move key db
move命令用于在Redis内部进行数据迁移,Redis内部可 以有多个数据库,由于多个数据库功能后面会进行介绍,这里只需要知道 Redis内部可以有多个数据库,彼此在数据上是相互隔离的,move key db就 153
是把指定的键从源数据库移动到目标数据库中,但笔者认为多数据库功能不 建议在生产环境使用,所以这个命令读者知道即可
- dump+restore
dump key
restore key ttl value
dump+restore可以实现在不同的Redis实例之间进行数据迁移的功能,整 个迁移的过程分为两步:
1)在源Redis上,dump命令会将键值序列化,格式采用的是RDB格式。
2)在目标Redis上,restore命令将上面序列化的值进行复原,其中ttl参 数代表过期时间,如果ttl=0代表没有过期时间。
有关dump+restore有两点需要注意:第一,整个迁移过程并非原子性 的,而是通过客户端分步完成的。
第二,迁移过程是开启了两个客户端连 接,所以dump的结果不是在源Redis和目标Redis之间进行传输
1)在源Redis上执行dump:
2)在目标Redis上执行restore:
伪代码:
3)migrate
migrate host port key|"" destination-db timeout [copy] [replace] [keys key [key
migrate命令也是用于在Redis实例间进行数据迁移的,实际上migrate命 令就是将dump、restore、del三个命令进行组合,从而简化了操作流程。
migrate命令具有原子性,而且从Redis3.0.6版本以后已经支持迁移多个键的 功能,有效地提高了迁移效率.
第一,整个过程是原子执行的,不需要在多个Redis实例上开启 客户端的,只需要在源Redis上执行migrate命令即可。
第二,migrate命令的 数据传输直接在源Redis和目标Redis上完成的。
第三,目标Redis完成restore 后会发送OK给源Redis,源Redis接收后会根据migrate对应的选项来决定是否 在源Redis上删除对应的键
下面对migrate的参数进行逐个说明:
·host:目标Redis的IP地址。
·port:目标Redis的端口。
·key|"":在Redis3.0.6版本之前,migrate只支持迁移一个键,所以此处是 要迁移的键,但Redis3.0.6版本之后支持迁移多个键,如果当前需要迁移多 个键,此处为空字符串""。
·destination-db:目标Redis的数据库索引,例如要迁移到0号数据库,这 157里就写0。
·timeout:迁移的超时时间(单位为毫秒)。
·[copy]:如果添加此选项,迁移后并不删除源键。
·[replace]:如果添加此选项,migrate不管目标Redis是否存在该键都会 正常迁移进行数据覆盖。
·[keys key[key...]]:迁移多个键,例如要迁移key1、key2、key3,此处填 写“keys key1 key2 key3”。
分为下面几种情况:
下面演示一下Redis3.0.6版本以后迁移多个键的功能。
127.0.0.1:6379> migrate 127.0.0.1 6380 "" 0 5000 keys key1 key2 key3 OK
简单介绍一下几种迁移键的区别:
键遍历
Redis提供了两个命令遍历所有的键,分别是keys和scan,本节将对它们 介绍并简要分析。
keys pattern
这个pattern 是匹配字符的意思。
·*代表匹配任意字符。 ·代表匹配一个字符。 160
·[]代表匹配部分字符,例如[1,3]代表匹配1,3,[1-10]代表匹配1到10 的任意数字。
·\x用来做转义,例如要匹配星号、问号需要进行转义。
同样可以删除一些键:
redis-cli keys video* | xargs redis-cli del
如果键太多,考虑到是单线程,很有可能会堵塞。
下面要介绍的scan命令渐进式的遍历所有键,可以有效防止阻塞
每次执行scan,可以想象成只扫描一个字典中的一部分键,直到将 字典中的所有键遍历完毕。scan的使用方法如下:
scan cursor [match pattern] [count number]
cursor是必需参数,实际上cursor是一个游标,第一次遍历从0开始,每 次scan遍历完都会返回当前游标的值,直到游标值为0,表示遍历结束。
·match pattern是可选参数,它的作用的是做模式的匹配,这点和keys的 模式匹配很像。
·count number是可选参数,它的作用是表明每次要遍历的键个数,默认 值是10,此参数可以适当增大。
现有一个Redis有26个键(英文26个字母),现在要遍历所有的键,使 用scan命令效果的操作如下。
第一次执行scan0,返回结果分为两个部分:第 一个部分6就是下次scan需要的cursor,第二个部分是10个键:
这次得到的cursor="11",继续执行scan11得到结果cursor变为0,说明所 有的键已经被遍历过了:
除了scan以外,Redis提供了面向哈希类型、集合类型、有序集合的扫 描遍历命令,解决诸如hgetall、smembers、zrange可能产生的阻塞问题,对应的命令分别是hscan、sscan、zscan,它们的用法和scan基本类似,
下面以 sscan为例子进行说明,当前集合有两种类型的元素,例如分别以old:user 和new:user开头,先需要将old:user开头的元素全部删除,可以参考如下 伪代码:
渐进式遍历可以有效的解决keys命令可能产生的阻塞问题,但是scan并 非完美无瑕,如果在scan的过程中如果有键的变化(增加、删除、修改)
那么遍历效果可能会碰到如下问题:新增的键可能没有遍历到,遍历出了重 复的键等情况,也就是说scan并不能保证完整的遍历出来所有的键,这些是我们在开发时需要考虑的
数据库管理
Redis提供了几个面向Redis数据库的操作,它们分别是dbsize、select、 flushdb/flushall命令,本节将通过具体的使用场景介绍这些命令。
- 切换数据库
select dbIndex
许多关系型数据库,例如MySQL支持在一个实例下有多个数据库存在 的,但是与关系型数据库用字符来区分不同数据库名不同,Redis只是用数 字作为多个数据库的实现。Redis默认配置中是有16个数据库:
databases 16
Redis3.0中已经逐渐弱化这个功能,例如Redis的分布式实现Redis Cluster只允许使用0号数据库,只不过为了向下兼容老版本的数据库功能, 该功能没有完全废弃掉,下面分析一下为什么要废弃掉这个“优秀”的功能 呢?总结起来有三点:
Redis是单线程的。如果使用多个数据库,那么这些数据库仍然是使用 一个CPU,彼此之间还是会受到影响的
多数据库的使用方式,会让调试和运维不同业务的数据库变的困难, 假如有一个慢查询存在,依然会影响其他数据库,这样会使得别的业务方定 位问题非常的困难
部分Redis的客户端根本就不支持这种方式。即使支持,在开发的时候 来回切换数字形式的数据库,很容易弄乱。
2.flushdb/flushall
flushdb/flushall命令用于清除数据库,两者的区别的是flushdb只清除当 前数据库,flushall会清除所有数据库。
总结
1)Redis提供5种数据结构,每种数据结构都有多种内部编码实现。
2)纯内存存储、IO多路复用技术、单线程架构是造就Redis高性能的三 个因素。
3)由于Redis的单线程架构,所以需要每个命令能被快速执行完,否则 会存在阻塞Redis的可能,理解Redis单线程命令处理机制是开发和运维Redis 的核心之一。
4)批量操作(例如mget、mset、hmset等)能够有效提高命令执行的效 率,但要注意每次批量操作的个数和字节数
5)了解每个命令的时间复杂度在开发中至关重要,例如在使用keys、 hgetall、smembers、zrange等时间复杂度较高的命令时,需要考虑数据规模 对于Redis的影响。
6)persist命令可以删除任意类型键的过期时间,但是set命令也会删除 字符串类型键的过期时间,这在开发时容易被忽视。
7)move、dump+restore、migrate是Redis发展过程中三种迁移键的方 式,其中move命令基本废弃,migrate命令用原子性的方式实现了 dump+restore,并且支持批量操作,是Redis Cluster实现水平扩容的重要工 具。
8)scan命令可以解决keys命令可能带来的阻塞问题,同时Redis还提供了hscan、sscan、zscan渐进式地遍历hash、set、zset。
结
下一节介绍redis的一些实用的功能。
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