文章目录
- 前言
- KEYS命令问题背景
- 替代方案
- 1.使用 SCAN 命令
- 2. 使用有序集合（Sorted Set）
- 3. 使用哈希（Hash）
- 4. 使用 Redis 模块（如 RediSearch）
- 总结
前言
在使用 Redis 时，KEYS 命令虽然简单直接，但其全表扫描的特性在处理大规模数据时会导致性能问题，甚至可能阻塞 Redis 服务。本文将介绍SCAN命令、有序集合、哈希表和RediSearch模块四种替代 KEYS 的高效方案，以应对大批量数据的查询和管理。根据本人实际使用情况，查询Redis大批量数据的情况下推荐使用SCAN命令较好。
KEYS命令问题背景
KEYS 命令会遍历整个键空间，对于包含大量键的 Redis 实例，这可能导致以下问题：
高延迟：执行时间较长，影响其他命令的响应速度。
阻塞 Redis：在单线程模型下，KEYS 会阻塞 Redis 服务器，导致其他操作无法及时处理。
内存消耗：返回所有匹配的键可能会占用大量内存。
因此，在生产环境中应尽量避免使用 KEYS 命令。
替代方案
1.使用 SCAN 命令
理论介绍
SCAN 是一个增量迭代器，可以分批逐步遍历键空间，避免一次性加载所有键。它支持游标（cursor）机制，允许用户通过多次调用来完成完整的遍历。
优点
非阻塞：不会阻塞 Redis 服务器，适合在线环境。
低资源消耗：每次只返回少量键，减少内存压力。
缺点
结果集不固定：SCAN 的结果集不是固定的，可能会有重复或遗漏的键，特别是在键频繁变化的情况下。
额外参数：需要合理设置 COUNT 参数以平衡遍历速度和资源消耗。
示例代码
/**
* scan命令测试
* @author senfel
* @date 2024/12/26 11:34
* @return void
*/
@Test
public void scan() {
try (Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379)) {
String cursor = "0";
ScanParams scanParams = new ScanParams().match("sys_dict:*").count(100);
do {
ScanResult<String> scanResult = jedis.scan(cursor, scanParams);
for (String key : scanResult.getResult()) {
System.out.println("Found key: " + key);
}
cursor = scanResult.getCursor();
} while (!cursor.equals("0"));
}
}
2. 使用有序集合（Sorted Set）
理论介绍
如果需要对键进行排序或范围查询，可以考虑将键存储在有序集合中，并为每个键分配一个唯一的分数（score）。这样可以通过 ZRANGE 或 ZREVRANGE 等命令高效地获取指定范围内的键。
优点
高效查询：支持快速的范围查询和排序。
灵活性：可以根据业务需求调整分数规则。
缺点
额外开销：需要维护有序集合，增加了写入操作的复杂度。
示例代码
/**
* sortSet
* @author senfel
* @date 2024/12/26 11:51
* @return void
*/
@Test
public void sortSet() {
try (Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379)) {
// 添加键到有序集合
for (int i = 0; i < 100; i++) {
jedis.zadd("sorted_keys", System.currentTimeMillis(), "senfel"+i);
}
// 获取前 10 个键
Set<String> keys = jedis.zrange("sorted_keys", 0, 9);
for (String key : keys) {
System.out.println("Key from sorted set: " + key);
}
}
}
3. 使用哈希（Hash）
理论介绍
如果键具有相似的结构或属于同一类目，可以将它们存储在一个哈希表中，每个字段代表一个键。这样可以通过 HGETALL 或 HSCAN 来批量获取相关键。
优点
集中管理：便于批量操作和维护。
高效访问：哈希表提供了 O(1) 的查找性能。
缺点
适用范围有限：适用于键具有相同前缀或分类的情况。
示例代码
/**
* useHash
* @author senfel
* @date 2024/12/26 11:55
* @return void
*/
@Test
public void useHash() {
try (Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379)) {
for (int i = 0; i < 100; i++) {
// 添加键到哈希表
jedis.hset("user_data", "name"+i, "senfel"+i);
}
// 获取所有键值对
Map<String, String> userData = jedis.hgetAll("user_data");
for (Map.Entry<String, String> entry : userData.entrySet()) {
System.out.println("User data: " + entry.getKey() + " -> " + entry.getValue());
}
}
}
4. 使用 Redis 模块（如 RediSearch）
理论介绍
Redis 模块扩展了 Redis 的功能，其中 RediSearch 提供了全文搜索和索引功能，能够高效地管理和查询大量数据。它支持复杂的查询语法和过滤条件。
RediSearch安装推荐使用Docker
docker run --name redisearch -p 16379:6379 -v redis-data:/data redis/redis-stack-server:latest
优点
强大查询能力：支持全文搜索、模糊匹配等高级查询。
高性能：优化的索引结构保证了高效的查询性能。
缺点
依赖外部模块：需要安装和配置 Redis 模块。
学习成本：API 和配置相对复杂，需要一定的时间熟悉。
maven依赖
<dependency>
<groupId>com.redislabs</groupId>
<artifactId>jredisearch</artifactId>
<version>2.0.0</version>
</dependency>
示例代码
/**
* useRediSearch 未安装RediSearch未测试
* @author senfel
* @date 2024/12/26 12:26
* @return void
*/
@Test
public void useRediSearch() {
Client client = Client.create("localhost", 6379).connect();
// 创建索引并添加文档
client.ftCreate("idx", Schema.newBuilder()
.addField(new TextField("title"))
.addField(new TextField("content"))
.build());
client.ftAdd("idx", "doc1", 1.0, Document.newDocument()
.addField("title", "Redis Search")
.addField("content", "Learn how to use Redis Search"));
// 查询文档
SearchResult result = client.ftSearch("idx", new Query("Redis"));
for (Document doc : result.documents()) {
System.out.println("Found document: " + doc.getId());
}
client.close();
}
总结
综上所述，Redis 大批量数据解决方案目前有SCAN命令、有序集合、哈希表、RediSearch扩展模块。一般对于Redis 大批量键遍历可以使用非阻塞低资源消耗的SCAN 命令，对于需要排序或范围查询的场景则使用有序集合，对于键具有相同前缀或分类的情况可以使用哈希表，如果需要全文搜索或复杂查询则可以使用高性能强大查询能力的RediSearch。
