面試突擊 | Redis 如何從海量數據中查詢出某一個 Key？視頻版

做者 | 王磊
面試突擊 | 第 001 期
1 考察知識點

本題考察的知識點有如下幾個：

1. Keys 和 Scan 的區別
2. Keys 查詢的缺點
3. Scan 如何使用？

4. Scan 查詢的特色
   2 解答思路

5. Keys 查詢存在的問題
6. Scan 的使用
7. Scan 的特色
   3 Keys 使用相關

1）Keys 用法以下

2）Keys 存在的問題

此命令沒有分頁功能，咱們只能一次性查詢出全部符合條件的 key 值，若是查詢結果很是巨大，那麼獲得的輸出信息也會很是多；
keys 命令是遍歷查詢，所以它的查詢時間複雜度是 o(n)，因此數據量越大查詢時間就越長。
4 Scan 使用相關

咱們先來模擬海量數據，使用 Pipeline 添加 10w 條數據，Java 代碼實現以下：

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 條數據
        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);
        }
        // 執行命令
        pipe.sync();
        System.out.println("數據插入完成");
    }
}

咱們來查詢用戶 id 爲 9999* 的數據，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)

從以上的執行結果，咱們看出兩個問題：

1. 查詢的結果爲空，但遊標值不爲 0，表示遍歷還沒結束；
2. 設置的是 count 10000，但每次返回的數量都不是 10000，且不固定，這是由於 count 只是限定服務器單次遍歷的字典槽位數量 (約等於)，而不是規定返回結果的 count 值。
   相關語法：scan cursor [MATCH pattern] [COUNT count]
   其中：
   • cursor：光標位置，整數值，從 0 開始，到 0 結束，查詢結果是空，但遊標值不爲 0，表示遍歷還沒結束；
   • match pattern：正則匹配字段；
   • count：限定服務器單次遍歷的字典槽位數量 (約等於)，只是對增量式迭代命令的一種提示 (hint)，並非查詢結果返回的最大數量，它的默認值是 10。
     5 Scan 代碼實戰

本文咱們使用 Java 代碼來實現 Scan 的查詢功能，代碼以下：

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();
        // 定義 match 和 count 參數
        ScanParams params = new ScanParams();
        params.count(10000);
        params.match("user_token_9999*");
        // 遊標
        String cursor = "0";
        while (true) {
            ScanResult<String> res = jedis.scan(cursor, params);
            if (res.getCursor().equals("0")) {
                // 表示最後一條
                break;
            }
            cursor = res.getCursor(); // 設置遊標
            for (String item : res.getResult()) {
                // 打印查詢結果
                System.out.println("查詢結果：" + item);
            }
        }
    }
}

以上程序執行結果以下：

查詢結果：user_token_99997
查詢結果：user_token_9999
查詢結果：user_token_99996
查詢結果：user_token_99998
查詢結果：user_token_99992
查詢結果：user_token_99994
查詢結果：user_token_99993
查詢結果：user_token_99995
查詢結果：user_token_99990
查詢結果：user_token_99991
查詢結果：user_token_99999

6 總結

經過本文咱們瞭解到，Redis 中若是要在海量的數據數據中，查詢某個數據應該使用 Scan，Scan 具備如下特徵：

1. Scan 能夠實現 keys 的匹配功能；
2. Scan 是經過遊標進行查詢的不會致使 Redis 假死；
3. Scan 提供了 count 參數，能夠規定遍歷的數量；
4. Scan 會把遊標返回給客戶端，用戶客戶端繼續遍歷查詢；
5. Scan 返回的結果可能會有重複數據，須要客戶端去重；
6. 單次返回空值且遊標不爲 0，說明遍歷還沒結束；
7. Scan 能夠保證在開始檢索以前，被刪除的元素必定不會被查詢出來；
8. 在迭代過程當中若是有元素被修改， Scan 不保證能查詢出相關的元素。
   7 視頻版

【END】
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