全局命令

1. 查看所有鍵

   keys *

   下面插入了3對(duì)字符串類型的鍵值對(duì)：

   127.0.0.1:6379> set hello world
   OK
   127.0.0.1:6379> set java jedis
   OK
   127.0.0.1:6379> set python redis-py
   OK
   

   key *命令會(huì)將所有的鍵輸出：

   127.0.0.1:6379> key *
   1) "python"
   2) "java"
   3) "hello"
   

2. 鍵總數(shù)

   dbsize

   下面插入一個(gè)列表類型的鍵值對(duì)（值是多個(gè)元素組成）：

   127.0.0.1:6379> rpush mylist a b c d e f g
   (integer) 7
   

   dbsize 命令會(huì)返回當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)中鍵的總數(shù)。例如當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)有4個(gè)鍵，分別是
   hello、java、python、mylist，所以dbsize的結(jié)果是4：

   127.0.0.1:6379> dbsize
   (integer) 4
   

   dbsize命令在計(jì)算鍵總數(shù)時(shí)不會(huì)遍歷所有的鍵，而是直接獲取Redis內(nèi)置的鍵總
   數(shù)變量，所以dbsize命令的時(shí)間復(fù)雜度是O(1)。而keys命令會(huì)遍歷所有鍵，所
   以它的時(shí)間復(fù)雜度是O(n),當(dāng)Redis保存了大量鍵時(shí)，線上環(huán)境禁止使用。

3. 檢查鍵是否存在

   exists key

   如果鍵存在則返回1，不存在則返回0：

   127.0.0.1:6379> exists java
   (integer) 1
   127.0.0.1:6379> exists not_exists_key
   (integer) 0
   

4. 刪除鍵

   del key [key ...]

   del是一個(gè)通用命令，無(wú)論值是什么數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，del命令都可以將其刪除，
   例如下面將字符串類型的鍵java和列表類型的鍵mylist分別刪除：

   127.0.0.1:6379> del java
   (integer) 1
   127.0.0.1:6379> exists java
   (integer) 0
   127.0.0.1:6379> del mylist
   (integer) 1
   127.0.0.1:6379> exists mylist
   (integer) 0
   

   返回結(jié)果為成功刪除鍵的個(gè)數(shù)，假設(shè)刪除一個(gè)不存在的鍵，就會(huì)返回0：

   127.0.0.1:6379> del not_exists_key
   (integer) 0
   

   同時(shí)del命令可以支持刪除多個(gè)鍵：

   127.0.0.1:6379> set a 1
   OK
   127.0.0.1:6379> set b 2
   OK
   127.0.0.1:6379> set c 3
   OK
   127.0.0.1:6379> del a b c
   (integer) 3
   

5. 鍵過(guò)期

   expire key seconds

   Redis支持對(duì)鍵添加過(guò)期時(shí)間，當(dāng)超過(guò)過(guò)期時(shí)間后，會(huì)自動(dòng)刪除鍵，例如為鍵
   hello設(shè)置了10秒過(guò)期時(shí)間：

   127.0.0.1:6379> set hello world
   OK
   127.0.0.1:6379> expire hello 10
   (integer) 1
   

   ttl命令返回鍵的生育過(guò)期時(shí)間，它有3中返回值：

   • 大于等于0的整數(shù)：鍵剩余的過(guò)期時(shí)間。
   • -1：鍵沒(méi)設(shè)置過(guò)期時(shí)間。
   • -2：鍵不存在

   可以通過(guò)ttl命令觀察鍵hello的剩余過(guò)期時(shí)間：

   # 還剩7秒
   127.0.0.1:6379> ttl hello
   (integer) 7
   ...
   # 還剩1秒
   127.0.0.1:6379> ttl hello
   (integer) 1
   # 返回結(jié)果為-2，說(shuō)明鍵hello已經(jīng)被刪除
   127.0.0.1:6379> ttl hello
   (integer) -2
   127.0.0.1:6379> get hello
   (nil)
   

6. 鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型

   type key

   例如鍵hello是字符串類型，返回結(jié)果為string。鍵mylist是列表類型，返回
   結(jié)果為list：

   127.0.0.1:6379> set a b
   OK
   127.0.0.1:6379> type a
   string
   127.0.0.1:6379> rpush mylist a b c d e f g
   (integer) 7
   127.0.0.1:6379> type mylist
   list
   

   如果鍵不存在，則返回none:

   127.0.0.1:6379> type not_exists_key
   none
   

數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部編碼

1. 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和內(nèi)部編碼

   type命令實(shí)際返回的就是當(dāng)前鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型，他們分別是：string（字符
   串）、hash（哈希）、list（列表）、set（集合）、zset（有序集合），但
   這些只是Redis 對(duì)外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

   實(shí)際上每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有自己底層的內(nèi)部編碼實(shí)現(xiàn)，而且是多種實(shí)現(xiàn)。

   2019-03-27-23-59-27.png

   可以看到每種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都有兩種以上的內(nèi)部編碼實(shí)現(xiàn)，可以通過(guò)
   object encoding命令查詢內(nèi)部編碼：

   127.0.0.1:6379> object encoding hello
   "embstr"
   127.0.0.1:6379> object encoding mylist
   "ziplist"
   

   可以看到鍵hello對(duì)應(yīng)值的內(nèi)部編碼是embstr，鍵mylist對(duì)應(yīng)值的內(nèi)部編碼
   是：ziplist。

   Redis這樣設(shè)計(jì)有兩個(gè)有好處：第一，可以改進(jìn)內(nèi)部編碼，而對(duì)外的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和
   命令沒(méi)有影響，這樣一旦開(kāi)發(fā)出更優(yōu)秀的內(nèi)部編碼，無(wú)需改動(dòng)外部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和
   命令，例如Redis3.2提供了quicklist，結(jié)合了ziplist和linkedlist兩者的
   優(yōu)勢(shì)，而列表類型提供了一種更為優(yōu)秀的內(nèi)部編碼實(shí)現(xiàn)，而對(duì)外部用戶來(lái)說(shuō)基本
   感知不到。第二，多種內(nèi)部編碼實(shí)現(xiàn)可以在不同場(chǎng)景下發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，例如
   ziplist比較省內(nèi)存，但是在列表元素比較多的情況下，性能會(huì)有所下降，這時(shí)
   候Redis會(huì)根據(jù)配置選項(xiàng)將列表類型的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換為linkedlist。

單線程架構(gòu)

1. 引出單線程模型

   現(xiàn)在開(kāi)啟了三個(gè)redis-cli客戶端同事執(zhí)行命令。
   客戶端1設(shè)置一個(gè)字符串鍵值對(duì)：

   127.0.0.1:6379> set hello world

   客戶端2對(duì)counter做自增操作：

   127.0.0.1:6379> incr counter

   客戶端3對(duì)counter做自增操作：

   127.0.0.1:6379> incr counter

   Redis每次客戶端調(diào)用都經(jīng)歷了發(fā)送命令、執(zhí)行命令、返回結(jié)果三個(gè)過(guò)程。

   其中第2步是重點(diǎn)研究的，因?yàn)镽edis是單線程來(lái)處理命令的，所以一條命令從
   客戶端達(dá)到服務(wù)端不會(huì)立刻被執(zhí)行，所有命令都會(huì)進(jìn)入一個(gè)隊(duì)列中，然后逐個(gè)
   被執(zhí)行。所以上面3個(gè)客服端命令執(zhí)行順序是不確定的，但是可以確定不會(huì)有
   兩條命令同時(shí)被執(zhí)行，所以兩條incr命令無(wú)論怎么執(zhí)行最終結(jié)果都是2，不會(huì)產(chǎn)
   生并發(fā)問(wèn)題，這就是Redis單線程的基礎(chǔ)模型。但是像發(fā)送命令、返回結(jié)果、命
   令排隊(duì)肯定不像描述的這么簡(jiǎn)單，Redis使用I/O多路復(fù)用技術(shù)解決I/O問(wèn)題。

2. 為什么單線程還能這么快

   通常來(lái)講，單線程處理能力要比多線程差，Redis使用單線程模型會(huì)達(dá)到每秒萬(wàn)
   級(jí)別的處理能力原因有三點(diǎn)：

   1. 純內(nèi)存訪問(wèn)，Redis將所有數(shù)據(jù)放在內(nèi)存中，內(nèi)存的響應(yīng)時(shí)長(zhǎng)大約為100納
      秒，這是Redis達(dá)到每秒萬(wàn)級(jí)別訪問(wèn)的重要基礎(chǔ)。

   2. 非阻塞I/O，Redis使用epoll作為I/O多路復(fù)用技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，再加上Redis
      自身的事件處理模型將epoll中的連接、讀寫(xiě)、關(guān)閉都轉(zhuǎn)換為時(shí)間，不在網(wǎng)絡(luò)
      I/O上浪費(fèi)過(guò)多的時(shí)間。

   3. 單線程避免了線程切換和競(jìng)態(tài)產(chǎn)生的消耗。既然采用單線程就能達(dá)到如此高
      的性能，那么也不失為一種不錯(cuò)的選擇，因?yàn)閱尉€程能帶來(lái)幾個(gè)好處：第一，單
      線程可以簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法的實(shí)現(xiàn)。如果對(duì)高級(jí)編程語(yǔ)言熟悉的讀者應(yīng)該了解
      并發(fā)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)不但困難而且開(kāi)發(fā)測(cè)試比較麻煩。第二，單線程避免了線程切
      換和競(jìng)態(tài)產(chǎn)生的消耗，對(duì)于服務(wù)端開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，鎖和線程切換通常是性能殺手。

   但是單線程會(huì)有一個(gè)問(wèn)題：對(duì)于每個(gè)命令的執(zhí)行時(shí)間是有要求的。如果某個(gè)命令
   時(shí)間執(zhí)行過(guò)長(zhǎng)，會(huì)造成其他命令的阻塞，對(duì)于Redis這種高性能的服務(wù)來(lái)說(shuō)是致
   命的，所以Redis是面向快速執(zhí)行場(chǎng)景的數(shù)據(jù)庫(kù)。