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Redis KEYS查詢大批量數(shù)據(jù)替代方案

 更新時(shí)間:2024年12月31日 10:46:20   作者:小沈同學(xué)呀  
在使用 Redis 時(shí),KEYS 命令雖然簡(jiǎn)單直接,但其全表掃描的特性在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致性能問題,甚至可能阻塞 Redis 服務(wù),本文將介紹SCAN命令、有序集合、哈希表和RediSearch模塊四種替代 KEYS 的高效方案,需要的朋友可以參考下

前言

在使用 Redis 時(shí),KEYS 命令雖然簡(jiǎn)單直接,但其全表掃描的特性在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)導(dǎo)致性能問題,甚至可能阻塞 Redis 服務(wù)。本文將介紹SCAN命令、有序集合、哈希表和RediSearch模塊四種替代 KEYS 的高效方案,以應(yīng)對(duì)大批量數(shù)據(jù)的查詢和管理。根據(jù)本人實(shí)際使用情況,查詢Redis大批量數(shù)據(jù)的情況下推薦使用SCAN命令較好。

KEYS命令問題背景

KEYS 命令會(huì)遍歷整個(gè)鍵空間,對(duì)于包含大量鍵的 Redis 實(shí)例,這可能導(dǎo)致以下問題:
高延遲:執(zhí)行時(shí)間較長(zhǎng),影響其他命令的響應(yīng)速度。
阻塞 Redis:在單線程模型下,KEYS 會(huì)阻塞 Redis 服務(wù)器,導(dǎo)致其他操作無法及時(shí)處理。
內(nèi)存消耗:返回所有匹配的鍵可能會(huì)占用大量?jī)?nèi)存。
因此,在生產(chǎn)環(huán)境中應(yīng)盡量避免使用 KEYS 命令。

替代方案

1.使用 SCAN 命令

理論介紹

SCAN 是一個(gè)增量迭代器,可以分批逐步遍歷鍵空間,避免一次性加載所有鍵。它支持游標(biāo)(cursor)機(jī)制,允許用戶通過多次調(diào)用來完成完整的遍歷。

優(yōu)點(diǎn)

非阻塞:不會(huì)阻塞 Redis 服務(wù)器,適合在線環(huán)境。
低資源消耗:每次只返回少量鍵,減少內(nèi)存壓力。

缺點(diǎn)

結(jié)果集不固定:SCAN 的結(jié)果集不是固定的,可能會(huì)有重復(fù)或遺漏的鍵,特別是在鍵頻繁變化的情況下。
額外參數(shù):需要合理設(shè)置 COUNT 參數(shù)以平衡遍歷速度和資源消耗。

示例代碼

/**
 * scan命令測(cè)試
 * @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)

理論介紹

如果需要對(duì)鍵進(jìn)行排序或范圍查詢,可以考慮將鍵存儲(chǔ)在有序集合中,并為每個(gè)鍵分配一個(gè)唯一的分?jǐn)?shù)(score)。這樣可以通過 ZRANGE 或 ZREVRANGE 等命令高效地獲取指定范圍內(nèi)的鍵。

優(yōu)點(diǎn)

高效查詢:支持快速的范圍查詢和排序。
靈活性:可以根據(jù)業(yè)務(wù)需求調(diào)整分?jǐn)?shù)規(guī)則。

缺點(diǎn)

額外開銷:需要維護(hù)有序集合,增加了寫入操作的復(fù)雜度。

示例代碼

/**
 * sortSet
 * @author senfel
 * @date 2024/12/26 11:51
 * @return void
 */
@Test
public void sortSet() {
    try (Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379)) {
        // 添加鍵到有序集合
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            jedis.zadd("sorted_keys", System.currentTimeMillis(), "senfel"+i);
        }
        // 獲取前 10 個(gè)鍵
        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)

理論介紹

如果鍵具有相似的結(jié)構(gòu)或?qū)儆谕活惸?,可以將它們存?chǔ)在一個(gè)哈希表中,每個(gè)字段代表一個(gè)鍵。這樣可以通過 HGETALL 或 HSCAN 來批量獲取相關(guān)鍵。

優(yōu)點(diǎn)

集中管理:便于批量操作和維護(hù)。
高效訪問:哈希表提供了 O(1) 的查找性能。

缺點(diǎn)

適用范圍有限:適用于鍵具有相同前綴或分類的情況。

示例代碼

/**
 * 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++) {
            // 添加鍵到哈希表
            jedis.hset("user_data", "name"+i, "senfel"+i);
        }
        // 獲取所有鍵值對(duì)
        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 模塊(如 RediSearch)

理論介紹

Redis 模塊擴(kuò)展了 Redis 的功能,其中 RediSearch 提供了全文搜索和索引功能,能夠高效地管理和查詢大量數(shù)據(jù)。它支持復(fù)雜的查詢語(yǔ)法和過濾條件。

RediSearch安裝推薦使用Docker

docker run --name redisearch -p 16379:6379 -v redis-data:/data redis/redis-stack-server:latest

優(yōu)點(diǎn)

強(qiáng)大查詢能力:支持全文搜索、模糊匹配等高級(jí)查詢。
高性能:優(yōu)化的索引結(jié)構(gòu)保證了高效的查詢性能。

缺點(diǎn)

依賴外部模塊:需要安裝和配置 Redis 模塊。
學(xué)習(xí)成本:API 和配置相對(duì)復(fù)雜,需要一定的時(shí)間熟悉。

maven依賴

<dependency>
    <groupId>com.redislabs</groupId>
    <artifactId>jredisearch</artifactId>
    <version>2.0.0</version>
</dependency>

示例代碼

/**
 * useRediSearch 未安裝RediSearch未測(cè)試
 * @author senfel
 * @date 2024/12/26 12:26 
 * @return void
 */
@Test
public void useRediSearch() {
    Client client = Client.create("localhost", 6379).connect();
    // 創(chuàng)建索引并添加文檔
    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"));
    // 查詢文檔
    SearchResult result = client.ftSearch("idx", new Query("Redis"));
    for (Document doc : result.documents()) {
        System.out.println("Found document: " + doc.getId());
    }
    client.close();
}

總結(jié)

綜上所述,Redis 大批量數(shù)據(jù)解決方案目前有SCAN命令、有序集合、哈希表、RediSearch擴(kuò)展模塊。一般對(duì)于Redis 大批量鍵遍歷可以使用非阻塞低資源消耗的SCAN 命令,對(duì)于需要排序或范圍查詢的場(chǎng)景則使用有序集合,對(duì)于鍵具有相同前綴或分類的情況可以使用哈希表,如果需要全文搜索或復(fù)雜查詢則可以使用高性能強(qiáng)大查詢能力的RediSearch。

以上就是Redis KEYS查詢大批量數(shù)據(jù)替代方案的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Redis KEYS數(shù)據(jù)替代方案的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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