面试突击 | Redis 如何从海量数据中查询出某一个 Key？附视频

1 考察知识点

本题考察的知识点有以下几个：

Keys 和 Scan 的区别
Keys 查询的缺点
Scan 如何使用？
Scan 查询的特点

2 解答思路

Keys 查询存在的问题
Scan 的使用
Scan 的特点

3 Keys 使用相关

1）Keys 用法如下

2）Keys 存在的问题

此命令没有分页功能，我们只能一次性查询出所有符合条件的 key 值，如果查询结果非常巨大，那么得到的输出信息也会非常多；
keys 命令是遍历查询，因此它的查询时间复杂度是 o(n)，所以数据量越大查询时间就越长。

4 Scan 使用相关

我们先来模拟海量数据，使用 Pipeline 添加 10w 条数据，Java 代码实现如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;

import redis.clients.jedis.Pipeline;

import utils.JedisUtils;

public class ScanExample {

    public static void main(String[] args) {

        // 添加 10w 条数据

        initData();

    }

    public static void initData(){

        Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();

        Pipeline pipe = jedis.pipelined();

        for (int i = 1; i < 100001; i++) {

            pipe.set("user_token_" + i, "id" + i);

        }

        // 执行命令

        pipe.sync();

        System.out.println("数据插入完成");

    }

}

我们来查询用户 id 为 9999* 的数据，Scan 命令使用如下：

127.0.0.1:6379> scan 0 match user_token_9999* count 10000

1) "127064"

2) 1) "user_token_99997"

127.0.0.1:6379> scan 127064 match user_token_9999* count 10000

1) "1740"

2) 1) "user_token_9999"

127.0.0.1:6379> scan 1740 match user_token_9999* count 10000

1) "21298"

2) 1) "user_token_99996"

127.0.0.1:6379> scan 21298 match user_token_9999* count 10000

1) "65382"

2) (empty list or set)

127.0.0.1:6379> scan 65382 match user_token_9999* count 10000

1) "78081"

2) 1) "user_token_99998"

   2) "user_token_99992"

127.0.0.1:6379> scan 78081 match user_token_9999* count 10000

1) "3993"

2) 1) "user_token_99994"

   2) "user_token_99993"

127.0.0.1:6379> scan 3993 match user_token_9999* count 10000

1) "13773"

2) 1) "user_token_99995"

127.0.0.1:6379> scan 13773 match user_token_9999* count 10000

1) "47923"

2) (empty list or set)

127.0.0.1:6379> scan 47923 match user_token_9999* count 10000

1) "59751"

2) 1) "user_token_99990"

   2) "user_token_99991"

   3) "user_token_99999"

127.0.0.1:6379> scan 59751 match user_token_9999* count 10000

1) "0"

2) (empty list or set)

从以上的执行结果，我们看出两个问题：

查询的结果为空，但游标值不为 0，表示遍历还没结束；
设置的是 count 10000，但每次返回的数量都不是 10000，且不固定，这是因为 count 只是限定服务器单次遍历的字典槽位数量 (约等于)，而不是规定返回结果的 count 值。

相关语法：scan cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

其中：

cursor：光标位置，整数值，从 0 开始，到 0 结束，查询结果是空，但游标值不为 0，表示遍历还没结束；
match pattern：正则匹配字段；
count：限定服务器单次遍历的字典槽位数量 (约等于)，只是对增量式迭代命令的一种提示 (hint)，并不是查询结果返回的最大数量，它的默认值是 10。

5 Scan 代码实战

本文我们使用 Java 代码来实现 Scan 的查询功能，代码如下：

import redis.clients.jedis.Jedis;

import redis.clients.jedis.Pipeline;

import redis.clients.jedis.ScanParams;

import redis.clients.jedis.ScanResult;

import utils.JedisUtils;

public class ScanExample {

    public static void main(String[] args) {

        Jedis jedis = JedisUtils.getJedis();

        // 定义 match 和 count 参数

        ScanParams params = new ScanParams();

        params.count(10000);

        params.match("user_token_9999*");

        // 游标

        String cursor = "0";

        while (true) {

            ScanResult<String> res = jedis.scan(cursor, params);

            if (res.getCursor().equals("0")) {

                // 表示最后一条

                break;

            }

            cursor = res.getCursor(); // 设置游标

            for (String item : res.getResult()) {

                // 打印查询结果

                System.out.println("查询结果：" + item);

            }

        }

    }

}

以上程序执行结果如下：

查询结果：user_token_99997

查询结果：user_token_9999

查询结果：user_token_99996

查询结果：user_token_99998

查询结果：user_token_99992

查询结果：user_token_99994

查询结果：user_token_99993

查询结果：user_token_99995

查询结果：user_token_99990

查询结果：user_token_99991

查询结果：user_token_99999

6 总结

通过本文我们了解到，Redis 中如果要在海量的数据数据中，查询某个数据应该使用 Scan，Scan 具有以下特征：

Scan 可以实现 keys 的匹配功能；
Scan 是通过游标进行查询的不会导致 Redis 假死；
Scan 提供了 count 参数，可以规定遍历的数量；
Scan 会把游标返回给客户端，用户客户端继续遍历查询；
Scan 返回的结果可能会有重复数据，需要客户端去重；
单次返回空值且游标不为 0，说明遍历还没结束；
Scan 可以保证在开始检索之前，被删除的元素一定不会被查询出来；
在迭代过程中如果有元素被修改， Scan 不保证能查询出相关的元素。

7 视频版

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巴特西