redis通用命令 - 指南

文章目录

• 1.引言
• 2.基础命令
• • 2.1 set：存储键值对
  • 2.2 get：获取键对应的值
  • 2.3 keys：按模式匹配查询键
  • • 2.3.1常用匹配规则
    • 2.3.2 生产环境禁用风险
  • 2.4 exists：判断键是否存在
  • 2.5 del：删除指定的键
  • 2.6 expire：设置键的过期时间
  • 2.7 ttl：查询键的剩余存活时间
  • 2.8 type：查询值的数据类型
• 3.Redis 的过期策略与定时器实现
• 4.定时器达成原理
• • 4.1 基于优先级队列的定时器
  • 4.2 基于时间轮的定时器
• 5.小结
• • 5.1 核心命令速查
  • 5.2 核心原理

1.引言

Redis 的核心能力通过命令实现 —— 从最基础的键值对读写，到过期时间设置、数据类型查询，每一条命令都对应着分布式场景的实际需求。本文将体系梳理 Redis 的高频基础命令，拆解命令背后的性能逻辑，同时深入解析 “过期策略”“定时器原理” 等核心底层知识，帮你从 “会用” 进阶到 “懂原理”。

2.基础命令

2.1 set：存储键值对

set命令用于将键（Key）和值（Value）关联并存储到 Redis 中，语法与特性如下：

• 基本语法：set key value
• 关键特性：
  • Key 和 Value 均为字符串类型，输入时可加引号（如set “user:100” “lisi”），也可不加，Redis 会自动识别；
  • Redis 命令不区分大小写（如SET和set效果一致）；
  • 若 Key 已存在，set命令会覆盖原有的 Value。

2.2 get：获取键对应的值

get命令用于根据 Key 查询对应的 Value，语法与返回结果如下：

• 基本语法：get key
• 返回结果：
  • 若 Key 存在，返回对应的 Value（字符串格式，带双引号）；
  • 若 Key 不存在，返回nil—— 这与编程语言中的null含义相同，但在数据结构中更常见（如 C++ 红黑树的哨兵节点也用nil表示）。

2.3 keys：按模式匹配查询键

keys命令用于根据 “模式（pattern）” 筛选符合条件的 Key，是批量查找键的核心工具。

2.3.1常用匹配规则

• ?：匹配任意1 个字符
  

• *：匹配0 个或多个任意字符
  

• [abcd]：仅匹配括号内的指定字符（a、b、c、d 中的任意一个）

• [^e]：排除指定字符（匹配除 e 外的任意字符）
  

• [a-e]：匹配指定范围的字符（a 到 e 之间的任意字符）

2.3.2 生产环境禁用风险

keys命令的时间复杂度为 O (N)单线程模型，若生产环境中键数量庞大（如百万级），执行keys *等全量扫描命令会阻塞服务器，导致其他客户端请求无法响应，甚至引发服务雪崩。因此，生产环境中通常禁用keys命令，替代方案为scan（渐进式扫描，不阻塞服务）。就是（N 为 Redis 中的键总数），这意味着它需扫描所有键才能筛选结果。由于 Redis

否存在就是2.4 exists：判断键

exists命令用于检查一个或多个 Key 是否存在，是判断数据有效性的常用工具。

• 基本语法：exists key1 [key2 ...]
  
• 关键特性：
  • 时间复杂度为 O (1)，性能极高；
  • 承受批量判断 ——Redis 采用 “客户端 - 服务器” 架构，所有命令均需通过网络传输，而网络通信存在 “封装 - 分用”开销（发送方从应用层到物理层封装协议头，接收方反向分用）。批量操作能减少网络交互次数，大幅提升效率，这也是 Redis 很多命令支持多参数的核心原因。

2.5 del：删除指定的键

清理无效信息的核心命令。就是del命令用于删除一个或多个 Key，

• 基本语法：del key1 [key2 ...]
• 返回值：删除key的个数
• 误删风险分析:
  • 作为缓存：仅存储热点数据，误删个别键可从 MySQL 重新加载，影响较小；但批量误删会导致所有请求穿透到 MySQL，可能压垮数据库；
  • 作为数据库：直接存储全量业务材料，误删会导致数据丢失，影响极大；
  • 作为消息队列：误删未消费的消息会导致业务中断，需结合消息持久化判断影响。

2.6 expire：设置键的过期时间

expire命令用于给 Key 设置存活时间（单位：秒），过期后 Key 会被自动删除。

• 基本语法：expire key seconds

• 扩展命令：pexpire key milliseconds—— 以毫秒为单位设置过期时间，适合更高精度的场景。
• 典型应用：
  • 临时内容存储（验证码、临时 token）；
  • 分布式锁防死锁（加锁时设置过期时间，避免解锁失败导致锁永久占用）。
• 时间复杂度：O(1)。

2.7 ttl：查询键的剩余存活时间

ttl命令用于查询 Key 当前的剩余存活时间（单位：秒），是验证过期设置的常用工具。

• 基本语法：ttl key

• 返回结果说明：

  • 正数：剩余存活时间（秒）；
  • -1：Key 存在但未设置过期时间；
  • -2：Key 不存在或已过期。

• 扩展命令：pttl key—— 以毫秒为单位返回剩余时间。

注意：此处的ttl与网络协议中的TTL（Time To Live）含义不同：IP 协议的TTL是 “跳数限制”（数据报最多经过的路由器数量），而 Redis 的ttl是 “时间限制”。

2.8 type：查询值的数据类型

• 基本语法：type key

3.Redis 的过期策略与定时器实现

采用就是redis并不是等key一过期就删除，而定期删除 + 惰性删除 的策略

1. 定期删除：
   Redis 每隔一段时间（默认 100 毫秒）会随机抽取部分设置了过期时间的键，检查其是否过期，若过期则删除。

2. 惰性删除：
   否过期 —— 若已过期则立即删除，并返回nil；若未过期则正常返回值。就是当客户端访问某个键时，Redis 才会检查该键

4.定时器实现原理

Redis 并未采用传统定时器删除过期键，但了解定时器原理能协助理解 “为何 Redis 选择现有策略”。常见的定时器实现有两种：优先级队列和时间轮。

4.1 基于优先级队列的定时器

核心结构：采用 “优先级队列（堆）” 存储待执行的过期任务，过期时间越早的任务优先级越高，队首始终是最早要过期的键。

优先级队列里多加入了一个过期后要删除的key）此时，唤醒线程，重新计算休眠时长调整时间即可。就是流程：定时器只需要分配一个线程，去检查队首是否过期即可（队首没过期，其他一定没过期），检查队首元素发现还差一定时间才过期，这时候设置一个等待，当前线程进入休眠状态，时间差不多到了再唤醒。如果线程休眠过程中，来了个新的任务（对于扫描线程来说，新任务就

4.2 基于时间轮的定时器

核心结构：类似 “时钟表盘”，将时间划分为多个均等的 “格子”（每个格子代表固定时间，如 1 秒），每个格子挂载一个任务链表；指针按固定频率转动，指向当前时间对应的格子。

当指针每走到一个格子，就会尝试执行这个格子链表上的任务，若是指定的过期时间特别长，就会沿着时间轮一直转，一定圈数后找到特定的位置。

通过时间轮的格子代表的时间可以调配，时间轮的轮子个数也是能够变的，具体情况具体分析。

5.小结

5.1 核心命令速查

命令	功能	时间复杂度	关键注意事项
set	存储键值对	O(1)	覆盖已有键的值
get	获取键对应的值	O(1)	不存在返回nil
keys	按模式匹配查询键	O(N)	生产环境禁用，避免阻塞服务
exists	判断键是否存在	O(1)	支持批量判断，减少网络开销
del	删除指定键	O(1)	误删风险随应用场景变化
expire	设置键的过期时间（秒）	O(1)	配合ttl验证过期设置
ttl	查询键的剩余存活时间（秒）	O(1)	返回 - 1 表示未设过期，-2 表示键不存在
type	查询值的数据类型	O(1)	区分 Value 的不同数据结构

5.2 核心原理

1. keys禁用原因：O (N) 时间复杂度 + 单线程模型，全量扫描会阻塞服务；
2. 过期策略：定期删除（主动清理）+ 惰性删除（按需检查），平衡内存与性能；
3. 批量操作优势：减少网络通信的 “封装 - 分用” 开销，提升分布式场景效率。