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1.基本全局命令
2.数据结构和内部编码
3.单线程架构 1.基本全局命令
Redis有5种数据结构,但它们都是键值对种的值#xff0c;对于键来说有一些通用的命令。
KEYS 返回所有满足样式(pattern) 的key。支持如下统配样式。 h?llo 匹配 hello, hallo和hxllo h*llo匹配h…目录
1.基本全局命令
2.数据结构和内部编码
3.单线程架构 1.基本全局命令
Redis有5种数据结构,但它们都是键值对种的值对于键来说有一些通用的命令。
KEYS 返回所有满足样式(pattern) 的key。支持如下统配样式。 h?llo 匹配 hello, hallo和hxllo h*llo匹配hllo和heeeello h[ae]llo 匹配hello和hallo但不匹配hillo h[^e]llo匹配hallo, hb1lo ....但不匹配heLlo h[a-b]llo 匹配hallo和hbllo 语法: KEYS pattern 命令有效版本1.0.0之后 时间复杂度O(N) 返回值匹配pattern的所有key。
实例
redis MSET firstname Jack lastname Stuntman age 35
OK
redis KEYS *name*
1) firstname
2) lastname
redis KEYS a??
1) age
redis KEYS *
1) age
2) firstname
3) lastname
EXISTS 判断某个key是否存在。 语法:
EXISTS key [key ...]
命令有效版本: 1.0.0 之后. 时间复杂度: 0(1) 返回值: key 存在的个数。 示例:
redis SET key1 Hello
OK
redis EXISTS key1
(integer) 1
redis EXISTS nosuchkey
(integer) 0
redis SET key2 World
OK
redis EXISTS key1 key2 nosuchkey
(integer) 2
DEL 删除指定的key。 语法:
DEL key [key ...]
命令有效版本: 1.0.0之后 时间复杂度: 0(1) 返回值:删除掉的key的个数。 示例:
redis SET key1 Hello
OK
redis SET key2 World
OK
redis DEL key1 key2 key3
(integer) 2
EXPIRE 为指定的key添加秒级的过期时间(Time To Live TTL) 语法:
EXPIRE key seconds
命令有效版本: 1.0.0之后 时间复杂度: 0(1) 返回值:1表示设置成功。0表示设置失败。 示例:
redis SET mykey Hello
OK
redis EXPIRE mykey 10
(integer) 1
redis TTL mykey
(integer) 10
TTL 获取指定key的过期时间秒级。 语法:
TTL key
命令有效版本: 1.0.0 之后 时间复杂度: 0(1) 返回值:剩余过期时间。-1 表示没有关联过期时间-2 表示key不存在。 示例:
redis SET mykey Hello
OK
redis EXPIRE mykey 10
(integer) 1
redis TTL mykey
(integer) 10
EXPIRE和TTL命令都有对应的支持毫秒为单位的版本: PEXPIRE和 PTTL
键的过期机制 TYPE 返回key对应的数据类型。 语法:
TYPE key
命令有效版本: 1.0.0之后 时间复杂度: 0(1) 返回值:none , string,list, set, zset, hash and stream 。 示例:
redis SET key1 value
OK
redis LPUSH key2 value
(integer) 1
redis SADD key3 value
(integer) 1
redis TYPE key1
string
redis TYPE key2
list
redis TYPE key3
set
2.数据结构和内部编码
type命令实际返回的就是当前键的数据结构类型它们分别是: string (字符串)、list (列表)、hash (哈希) 、set (集合)、zset (有序集合)但这些只是Redis对外的数据结构
Redis的5种数据类型 实际上Redis针对每种数据结构都有自己的底层内部编码实现而且是多种实现这样Redis会 在合适的场景选择合适的内部编码如表2-1所示。
表2-1Redis数据结构和内部编码 可以看到每种数据结构都有至少两种以上的内部编码实现例如list数据结构包含了linkedlist 和 ziplist两种内部编码。同时有些内部编码例如ziplist,可以作为多种数据结构的内部实现可以通 过object encoding命令查询内部编码:
127.0.0.1:6379 set hello world
OK
127.0.0.1:6379 lpush mylist a b c
(integer) 3
127.0.0.1:6379 object encoding hello
embstr
127.0.0.1:6379 object encoding mylist
quicklist
可以看到hello对应值的内部编码是embstr,键mylist对应值的内部编码是quicklist。 Redis这样设计有两个好处: 1) 可以改进内部编码而对外的数据结构和命令没有任何影响这样一 旦开发出更优秀的内部编码无需改动外部数据结构和命令例如Redis 3.2提供了quicklist,结合了ziplist 和linkedlist两者的优势为列表类型提供了-种更为优秀的内部编码实现而对用户来说基本无感知。 2)多种内部编码实现可以在不同场景下发挥各自的优势例如ziplist比较节省内存,但是在列表元素 比较多的情况下性能会下降这时候Redis会根据配置选项将列表类型的内部实现转换为 linkedlist,整个过程用户同样无感知。
3.单线程架构
Redis使用了单线程架构来实现高性能的内存数据库服务本节首先通过多个客户端命令调用的例 子说明Redis单线程命令处理机制接着分析Redis单线程模型为什么性能如此之高最终给出为什 么理解单线程模型是使用和运维Redis的关键。
1.引出单线程模型 现在开启了三个redis-cli客户端同时执行命令。 客户端1设置一个字符串键值对:
127.0.0.1:6379 set hello world
客户端2对counter做自增操作:
127.0.0.1:6379 incr counter
客户端3对counter做自增操作:
127.0.0.1:6379 incr counter
我们已经知道从客户端发送的命令经历了:发送命令、执行命令、返回结果三个阶段其中我们重点关注第2步。我们所谓的Redis是采用单线程模型执行命令的是指:虽然三个客户端看起来是同时要求Redis去执行命令的但微观角度这些命令还是采用线性方式去执行的只是原则上命令的执行顺序是不确定的但- -定不会有两条命令被同步执行如图2-3、2-4、 2-5 所示可以想象Redis内部只有一个服务窗口多个客户端按照它们达到的先后顺序被排队在窗口前,依次接受Redis的服务所以两条incr命令无论执行顺序结果一定是2不会发生并发问题这个就是Redis的单线程执行模型。
宏观上同时要求服务的客户端: 微观上客户端发送命令的时间有先后次序的 Redis的单线程模型 2.为什么单线程还能这么快 通常来讲单线程处理能力要比多线程差例如有10 000公斤货物每辆车的运载能力是每次 200公斤那么要50次才能完成;但是如果有50辆车只要安排合理只需要依次就可以完成任 务。那么为什么Redis使用单线程模型会达到每秒万级别的处理能力呢?可以将其归结为三点: a.纯内存访问。Redis 将所有数据放在内存中内存的响应时长大约为100纳秒这是Redis达 到每秒万级别访问的重要基础。 b.非阻塞I0。Redis 使用epoll作为I/O多路复用技术的实现再加上Redis自身的事件处理模型 将epoll中的连接、读写、关闭都转换为事件不在网络I/O.上浪费过多的时间如图2-6所示。 c.单线程避免了线程切换和竞态产生的消耗。单线程可以简化数据结构和算法的实现让程序模 型更简单;其次多线程避免了在线程竞争同一份共享数据时带来的切换和等待消耗。
redis使用IO多路复用模型 虽然单线程给Redis带来很多好处但还是有-个致命的问题:对于单个命令的执行时间都是有要求的。如果某个命令执行过长会导致其他命令全部处于等待队列中迟迟等不到响应造成客户端的阻塞对于Redis这种高性能的服务来说是非常严重的所以Redis是面向快速执行场景的数据库
