Redis核心知识详解：从全局命令到高级数据结构

一、Redis全局命令详解

1.1 键查看与管理

• dbsize：高效获取键总数（O(1)操作）

127.0.0.1:6379> dbsize
(integer) 8

• keys：生产环境避免使用（O(n)操作）

# 查找user开头的键（不推荐生产使用）
127.0.0.1:6379> keys user:*

• exists：检查键是否存在

127.0.0.1:6379> exists user:1
(integer) 1

1.2 键删除与过期

• del：删除单个或多个键

# 删除多个键
127.0.0.1:6379> del user:1 user:2
(integer) 2

• expire：设置过期时间（秒）

127.0.0.1:6379> set session:1 "data"
OK
127.0.0.1:6379> expire session:1 300
(integer) 1

• ttl：查看剩余生存时间

127.0.0.1:6379> ttl session:1
(integer) 287  # 剩余秒数

1.3 高级过期控制

• pexpire：毫秒级过期设置

127.0.0.1:6379> pexpire temp:key 5000
(integer) 1

• expireat：指定时间戳过期

# 设置今晚22:00过期
127.0.0.1:6379> expireat event:1 1730000000
(integer) 1

过期时间陷阱：修改键值会清除过期时间

127.0.0.1:6379> set user:1 "John" ex 60
OK
127.0.0.1:6379> ttl user:1
(integer) 57
127.0.0.1:6379> set user:1 "Mike"
OK
127.0.0.1:6379> ttl user:1
(integer) -1  # 永久有效

1.4 键重命名注意事项

• rename：可能覆盖现有键

127.0.0.1:6379> set old_key "value1"
OK
127.0.0.1:6379> set new_key "value2"
OK
127.0.0.1:6379> rename old_key new_key
OK
127.0.0.1:6379> get new_key
"value1"  # 原值被覆盖

• renamenx：安全重命名（仅当新键不存在时）

127.0.0.1:6379> renamenx safe_key new_key
(integer) 0  # 重命名失败

二、Redis数据类型深度解析

2.1 字符串(String)

核心命令：

# 批量操作提升性能
127.0.0.1:6379> mset counter:1 100 counter:2 200
OK

# 原子计数器
127.0.0.1:6379> incr counter:1
(integer) 101

# 分布式锁实现
127.0.0.1:6379> setnx lock:order 1
(integer) 1  # 获取锁成功

使用场景：

• 缓存热点数据

• 分布式Session存储

• 计数器（点击量/浏览量）

• 简单限流系统

2.2 哈希(Hash)

对象存储最佳实践：

# 存储用户对象
127.0.0.1:6379> hmset user:1001 name "John" age 30 city "New York"
OK

# 获取部分字段
127.0.0.1:6379> hmget user:1001 name age
1) "John"
2) "30"

# 字段自增
127.0.0.1:6379> hincrby user:1001 age 1
(integer) 31

vs 字符串存储方案：

2.3 列表(List)

实现队列与栈：

# 消息队列实现
# 生产者
127.0.0.1:6379> lpush msg:queue "task1"
(integer) 1

# 消费者（阻塞式）
127.0.0.1:6379> brpop msg:queue 30
1) "msg:queue"
2) "task1"

# 栈实现
127.0.0.1:6379> lpush stack "A"
127.0.0.1:6379> lpush stack "B"
127.0.0.1:6379> lpop stack
"B"

高级应用：

• 文章分页列表

• 最近联系人列表

• 有限集合（LTRIM）

2.4 集合(Set)

标签系统实现：

# 用户标签
127.0.0.1:6379> sadd user:1001:tags "sports" "music"
(integer) 2

# 内容标签
127.0.0.1:6379> sadd news:1001:tags "politics" "economics"

# 查找共同兴趣
127.0.0.1:6379> sinter user:1001:tags user:1002:tags
1) "sports"

抽奖系统：

# 参与抽奖
127.0.0.1:6379> sadd lottery:2023 "user1001" "user1002" "user1003"

# 随机抽取3名中奖者
127.0.0.1:6379> srandmember lottery:2023 3
1) "user1002"
2) "user1001"
3) "user1003"

2.5 有序集合(Zset)

排行榜实现：

# 添加玩家分数
127.0.0.1:6379> zadd leaderboard 3500 "player1"
127.0.0.1:6379> zadd leaderboard 4200 "player2"

# 更新分数
127.0.0.1:6379> zincrby leaderboard 500 "player1"
"4000"

# 获取Top3
127.0.0.1:6379> zrevrange leaderboard 0 2 withscores
1) "player2"
2) "4200"
3) "player1"
4) "4000"

多维度评分：

# 计算用户综合评分（50%行为分+50%消费分）
127.0.0.1:6379> zinterstore user:composite 2 
  user:behavior_scores user:spending_scores 
  weights 0.5 0.5 aggregate sum

三、Redis最佳实践

3.1 键命名规范

推荐格式： 业务名:对象名:id[:属性]
示例： ecommerce:user:1001:profile

优势：

• 避免键冲突

• 结构清晰可维护

• 支持部分匹配查询

3.2 性能优化要点

1. 避免大Key：

   • 字符串值 < 10KB

   • 集合元素 < 5000

2. 批量操作：

   # 低效方式
   for i in {1..100}; do redis-cli set key:$i value; done
   
   # 高效方式
   redis-cli mset $(printf "key:%d value " {1..100})

3. 合理使用数据结构：

   场景	推荐结构
   对象存储	Hash
   排行榜	Zset
   消息队列	List
   标签系统	Set

3.3 高级特性应用

位图(Bitmap)：

# 用户签到系统
127.0.0.1:6379> setbit sign:user:1001 0 1  # 第1天签到
127.0.0.1:6379> bitcount sign:user:1001    # 总签到次数

地理空间(Geo)：

# 添加位置
127.0.0.1:6379> geoadd shops 116.404 39.915 "shopA"

# 查找5km内的店铺
127.0.0.1:6379> georadius shops 116.400 39.910 5 km
1) "shopA"

四、实战：电商场景Redis应用

4.1 购物车实现（Hash）

# 添加商品
127.0.0.1:6379> hset cart:user1001 prod1001 2
(integer) 1

# 增加数量
127.0.0.1:6379> hincrby cart:user1001 prod1001 1
(integer) 3

# 获取全部商品
127.0.0.1:6379> hgetall cart:user1001
1) "prod1001"
2) "3"

4.2 秒杀系统（String+List）

# 商品库存预热
127.0.0.1:6379> set stock:prod2023 100

# 扣减库存（Lua脚本保证原子性）
local stock = redis.call('get', KEYS[1])
if stock and tonumber(stock) > 0 then
    redis.call('decr', KEYS[1])
    redis.call('lpush', 'seckill:success', ARGV[1])
    return 1
end
return 0

4.3 好友推荐（Set）

# 计算共同好友
127.0.0.1:6379> sinter friends:user1001 friends:user1002

# 推荐可能认识的人
127.0.0.1:6379> sdiff friends:user1002 friends:user1001

总结

Redis作为高性能的内存数据库，其核心价值在于合理利用不同数据结构解决特定场景问题：

1. 字符串：简单缓存、计数器首选

2. 哈希：对象存储最佳选择，节省内存

3. 列表：消息队列、最新列表实现

4. 集合：标签系统、社交关系处理

5. 有序集合：排行榜、优先级队列场景

提示：本文所有命令均在Redis 6.x版本验证，不同版本命令支持可能略有差异。生产环境建议使用连接池管理连接，避免频繁创建连接开销。