面试突击 | Redis 如何从海量数据中查询出某一个 Key？视频版

做者 | 王磊
面试突击 | 第 001 期
1 考察知识点

本题考察的知识点有如下几个：

1. Keys 和 Scan 的区别
2. Keys 查询的缺点
3. Scan 如何使用？

4. Scan 查询的特色
   2 解答思路

5. Keys 查询存在的问题
6. Scan 的使用
7. Scan 的特色
   3 Keys 使用相关

1）Keys 用法以下

2）Keys 存在的问题

此命令没有分页功能，咱们只能一次性查询出全部符合条件的 key 值，若是查询结果很是巨大，那么获得的输出信息也会很是多；
keys 命令是遍历查询，所以它的查询时间复杂度是 o(n)，因此数据量越大查询时间就越长。
4 Scan 使用相关

咱们先来模拟海量数据，使用 Pipeline 添加 10w 条数据，Java 代码实现以下：

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");
    }
}

咱们来查询用户 id 为 9999* 的数据，Scan 命令使用以下：

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，咱们看出两个问题：

1. 查询的结果为空，但游标值不为 0，表示遍历还没结束；
2. 设置的是 count 10000，但每次返回的数量都不是 10000，且不固定，这是由于 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)，并非查询结果返回的最大数量，它的默认值是 10。
     5 Scan 代码实战

本文咱们使用 Java 代码来实现 Scan 的查询功能，代码以下：

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);
            }
        }
    }
}

以上程序执行结果以下：

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

经过本文咱们了解到，Redis 中若是要在海量的数据数据中，查询某个数据应该使用 Scan，Scan 具备如下特征：

1. Scan 能够实现 keys 的匹配功能；
2. Scan 是经过游标进行查询的不会致使 Redis 假死；
3. Scan 提供了 count 参数，能够规定遍历的数量；
4. Scan 会把游标返回给客户端，用户客户端继续遍历查询；
5. Scan 返回的结果可能会有重复数据，须要客户端去重；
6. 单次返回空值且游标不为 0，说明遍历还没结束；
7. Scan 能够保证在开始检索以前，被删除的元素必定不会被查询出来；
8. 在迭代过程当中若是有元素被修改， Scan 不保证能查询出相关的元素。
   7 视频版

【END】
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