Redis的KEYS 命令千萬不能亂用

KESY 命令

時間復雜度: O(N) , 假設Redis中的鍵名和給定的模式的長度有限的情況下，N為數(shù)據(jù)庫中key的個數(shù)。

Redis Keys 命令用于查找所有符合給定模式 pattern 的 key

盡管這個操作的時間復雜度是 O(N), 但是常量時間相當?shù)汀＠?，在一個普通筆記本上跑Redis，掃描100萬個key只要40毫秒。

命令格式 KEYS pattern

Warning: 生產(chǎn)環(huán)境使用 KEYS 命令需要非常小心。在大的數(shù)據(jù)庫上執(zhí)行命令會影響性能。這個命令適合用來調試和特殊操作，像改變鍵空間keyspace布局。不要在你的代碼中使用 KEYS 。如果你需要一個尋找鍵空間中的key子集，考慮使用SCAN 或 集合結構sets。

支持的匹配模式 patterns:

• h?llo 匹配 hello, hallo 和 hxllo
• h*llo 匹配 hllo 和 heeeello
• h[ae]llo 匹配 hello 和 hallo, 不匹配 hillo
• h[^e]llo 匹配 hallo, hbllo, … 不匹配 hello
• h[a-b]llo 匹配 hallo 和 hbllo

使用 \ 轉義你想匹配的特殊字符。

背景

1、Redis是單線程的，其所有操作都是原子的，不會因并發(fā)產(chǎn)生數(shù)據(jù)異常

2、使用高耗時的Redis命令是很危險的，會占用唯一的一個線程的大量處理時間，導致所有的請求都被拖慢

場景

在生產(chǎn)環(huán)境中執(zhí)行 KEYS 命令的時，因為Redis是單線程的，KEYS 命令的性能隨著數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的增多而越來越慢，使用 KEYS 命令時會占用唯一的一個線程的大量處理時間，引發(fā)Redis阻塞并且增加Redis的CPU占用，導致所有的請求都被拖慢，可能造成Redis所在的服務器宕機，情況是很惡劣的，在實際生產(chǎn)運用的過程中請忽略掉。試想如果Redis阻塞超過10秒，如果有集群的場景，可能導致集群判斷Redis已經(jīng)故障，從而進行故障切換。

如果所有的線程在Redis那取不到數(shù)據(jù)，情況嚴重時可能會導致應用程序出現(xiàn)雪崩的情況，一瞬間全去數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫就宕機了。

其他危險命令

但凡發(fā)現(xiàn)時間復雜度為O(N)的命令，都要慎重，不要在生產(chǎn)上隨便使用。例如hgetall、lrange、smembers、zrange、sinter等命令，它們并非不能使用，但這些命令的時間復雜度都為O(N)，使用這些命令需要明確N的值，否則也會出現(xiàn)緩存宕機。

1、flushdb 命令用于清空當前數(shù)據(jù)庫中的所有 key

2、flushall 命令用于清空整個 Redis 服務器的數(shù)據(jù)(刪除所有數(shù)據(jù)庫的所有 key )

3、config 客戶端連接后可配置服務器

如何禁用危險命令

在redis.conf中，在SECURITY這一項中，新增以下配置禁用指定命令：

rename-command FLUSHALL ""
rename-command FLUSHDB ""
rename-command CONFIG ""
rename-command KEYS ""

另外，對于flushall命令，需要設置配置文件中appendonly no，否則服務器是無法啟動。

如果想要保留命令，但是不輕易使用，可以重命名命令來設定：

rename-command CONFIG b840fc02d524045429941cc15f59e41cb7be6c52

TIP：更改記錄到AOF文件或傳輸?shù)綇膶俜掌鞯拿畹拿Q可能會導致問題。

改良建議

一、如果有這種需求的話可以自己對鍵值做索引，比如把各種鍵值存到不同的set里面，分類建立索引，這樣就可以很快的得到數(shù)據(jù)，但是這樣也存在一個明顯的缺點，就是浪費寶貴的空間，所以還是要合理考慮，當然也可以想辦法，比如對于有規(guī)律的鍵值，可以存儲他們的始末值等等。

二、針對改良keys和smembers命令也可以使用scan命令

SCAN 命令

Redis從2.8版本開始支持scan命令，可以用來分批次掃描Redis記錄，這樣肯定會導致整個查詢消耗的總時間變大，影響服務使用，但不會影響redis服務卡頓，SCAN命令的基本用法如下：

命令格式 SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

SCAN 命令提供三個參數(shù)，第一個是cursor(游標)，第二個是要匹配的正則，第三個是單次遍歷的槽位

SCAN 命令及其相關的 SSCAN 命令、 HSCAN 命令和 ZSCAN 命令都用于增量地迭代（incrementally iterate）一集元素（a collection of elements）：

• SCAN 命令用于迭代當前數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)庫鍵。
• SSCAN 命令用于迭代集合鍵中的元素。
• HSCAN 命令用于迭代哈希鍵中的鍵值對。
• ZSCAN 命令用于迭代有序集合中的元素（包括元素成員和元素分值）。
  

以上列出的四個命令都支持增量式迭代，它們每次執(zhí)行都只會返回少量元素，所以這些命令可以用于生產(chǎn)環(huán)境，而不會出現(xiàn)像 KEYS 命令、SMEMBERS 命令帶來的問題 —— 當 KEYS 命令被用于處理一個大的數(shù)據(jù)庫時，又或者 SMEMBERS 命令被用于處理一個大的集合鍵時，它們可能會阻塞服務器達數(shù)秒之久。

不過，增量式迭代命令也不是沒有缺點的：舉個例子，使用 SMEMBERS 命令可以返回集合鍵當前包含的所有元素，但是對于 SCAN 這類增量式迭代命令來說，因為在對鍵進行增量式迭代的過程中，鍵可能會被修改，所以增量式迭代命令只能對被返回的元素提供有限的保證（offer limited guarantees about the returned elements）。

因為 SCAN 、 SSCAN 、 HSCAN 和 ZSCAN 四個命令的工作方式都非常相似， 所以接下來會一并介紹這四個命令，但是要記?。?/p>

• SSCAN 命令、 HSCAN 命令和 ZSCAN 命令的第一個參數(shù)總是一個數(shù)據(jù)庫鍵。
• 而 SCAN 命令則不需要在第一個參數(shù)提供任何數(shù)據(jù)庫鍵 —— 因為它迭代的是當前數(shù)據(jù)庫中的所有數(shù)據(jù)庫鍵。

SCAN 命令的基本用法

SCAN 命令是一個基于游標的迭代器（cursor based iterator）：SCAN 命令每次被調用之后， 都會向用戶返回一個新的游標， 用戶在下次迭代時需要使用這個新游標作為 SCAN 命令的游標參數(shù)， 以此來延續(xù)之前的迭代過程。

當 SCAN 命令的游標參數(shù)被設置為 0 時， 服務器將開始一次新的迭代， 而當服務器向用戶返回值為 0 的游標時， 表示迭代已結束。

以下是一個 SCAN 命令的迭代過程示例：

redis 127.0.0.1:6379> scan 0
1) "17"
2) 1) "key:12"
 2) "key:8"
 3) "key:4"
 4) "key:14"
 5) "key:16"
 6) "key:17"
 7) "key:15"
 8) "key:10"
 9) "key:3"
 10) "key:7"
 11) "key:1"

redis 127.0.0.1:6379> scan 17
1) "0"
2) 1) "key:5"
 2) "key:18"
 3) "key:0"
 4) "key:2"
 5) "key:19"
 6) "key:13"
 7) "key:6"
 8) "key:9"
 9) "key:11"

在上面這個例子中， 第一次迭代使用 0 作為游標， 表示開始一次新的迭代。

第二次迭代使用的是第一次迭代時返回的游標， 也即是命令回復第一個元素的值 —— 17 。

從上面的示例可以看到， SCAN 命令的回復是一個包含兩個元素的數(shù)組， 第一個數(shù)組元素是用于進行下一次迭代的新游標， 而第二個數(shù)組元素則是一個數(shù)組， 這個數(shù)組中包含了所有被迭代的元素。

在第二次調用 SCAN 命令時， 命令返回了游標 0 ， 這表示迭代已經(jīng)結束， 整個數(shù)據(jù)集（collection）已經(jīng)被完整遍歷過了。

以 0 作為游標開始一次新的迭代， 一直調用 SCAN 命令， 直到命令返回游標 0 ， 我們稱這個過程為一次完整遍歷（full iteration）。

SCAN 命令的保證（guarantees）

SCAN 命令， 以及其他增量式迭代命令， 在進行完整遍歷的情況下可以為用戶帶來以下保證：從完整遍歷開始直到完整遍歷結束期間， 一直存在于數(shù)據(jù)集內(nèi)的所有元素都會被完整遍歷返回；這意味著， 如果有一個元素， 它從遍歷開始直到遍歷結束期間都存在于被遍歷的數(shù)據(jù)集當中， 那么 SCAN 命令總會在某次迭代中將這個元素返回給用戶。

然而因為增量式命令僅僅使用游標來記錄迭代狀態(tài)， 所以這些命令帶有以下缺點：

• 同一個元素可能會被返回多次。處理重復元素的工作交由應用程序負責， 比如說， 可以考慮將迭代返回的元素僅僅用于可以安全地重復執(zhí)行多次的操作上。
• 如果一個元素是在迭代過程中被添加到數(shù)據(jù)集的， 又或者是在迭代過程中從數(shù)據(jù)集中被刪除的， 那么這個元素可能會被返回， 也可能不會， 這是未定義的（undefined）。

SCAN 命令每次執(zhí)行返回的元素數(shù)量

增量式迭代命令并不保證每次執(zhí)行都返回某個給定數(shù)量的元素。

增量式命令甚至可能會返回零個元素， 但只要命令返回的游標不是 0 ， 應用程序就不應該將迭代視作結束。

不過命令返回的元素數(shù)量總是符合一定規(guī)則的， 在實際中：

• 對于一個大數(shù)據(jù)集來說， 增量式迭代命令每次最多可能會返回數(shù)十個元素
• 而對于一個足夠小的數(shù)據(jù)集來說， 如果這個數(shù)據(jù)集的底層表示為編碼數(shù)據(jù)結構（encoded data structure，適用于是小集合鍵、小哈希鍵和小有序集合鍵）， 那么增量迭代命令將在一次調用中返回數(shù)據(jù)集中的所有元素。

最后， 用戶可以通過增量式迭代命令提供的 COUNT 選項來指定每次迭代返回元素的最大值。

COUNT 選項

雖然增量式迭代命令不保證每次迭代所返回的元素數(shù)量， 但我們可以使用 COUNT 選項， 對命令的行為進行一定程度上的調整。

基本上， COUNT 選項的作用就是讓用戶告知迭代命令， 在每次迭代中應該從數(shù)據(jù)集里返回多少元素。

雖然 COUNT 選項只是對增量式迭代命令的一種提示（hint）， 但是在大多數(shù)情況下， 這種提示都是有效的。

• COUNT 參數(shù)的默認值為 10 。
• 在迭代一個足夠大的、由哈希表實現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫、集合鍵、哈希鍵或者有序集合鍵時， 如果用戶沒有使用 MATCH 選項， 那么命令返回的元素數(shù)量通常和 COUNT 選項指定的一樣， 或者比 COUNT 選項指定的數(shù)量稍多一些。
• 在迭代一個編碼為整數(shù)集合（intset，一個只由整數(shù)值構成的小集合）、 或者編碼為壓縮列表（ziplist，由不同值構成的一個小哈?；蛘咭粋€小有序集合）時， 增量式迭代命令通常會無視 COUNT 選項指定的值， 在第一次迭代就將數(shù)據(jù)集包含的所有元素都返回給用戶。

并非每次迭代都要使用相同的 COUNT 值

用戶可以在每次迭代中按自己的需要隨意改變 COUNT 值， 只要記得將上次迭代返回的游標用到下次迭代里面就可以了

MATCH 選項

和 KEYS 命令一樣， 增量式迭代命令也可以通過提供一個 glob 風格的模式參數(shù)， 讓命令只返回和給定模式相匹配的元素， 這一點可以通過在執(zhí)行增量式迭代命令時， 通過給定 MATCH參數(shù)來實現(xiàn)。

以下是一個使用 MATCH 選項進行迭代的示例：

redis 127.0.0.1:6379> sadd myset 1 2 3 foo foobar feelsgood
(integer) 6

redis 127.0.0.1:6379> sscan myset 0 match f*
1) "0"
2) 1) "foo"
 2) "feelsgood"
 3) "foobar"

需要注意的是， 對元素的模式匹配工作是在命令從數(shù)據(jù)集中取出元素之后， 向客戶端返回元素之前的這段時間內(nèi)進行的， 所以如果被迭代的數(shù)據(jù)集中只有少量元素和模式相匹配， 那么迭代命令或許會在多次執(zhí)行中都不返回任何元素。

以下是這種情況的一個例子：

redis 127.0.0.1:6379> scan 0 MATCH *11*
1) "288"
2) 1) "key:911"

redis 127.0.0.1:6379> scan 288 MATCH *11*
1) "224"
2) (empty list or set)

redis 127.0.0.1:6379> scan 224 MATCH *11*
1) "80"
2) (empty list or set)

redis 127.0.0.1:6379> scan 80 MATCH *11*
1) "176"
2) (empty list or set)

redis 127.0.0.1:6379> scan 176 MATCH *11* COUNT 1000
1) "0"
2) 1) "key:611"
 2) "key:711"
 3) "key:118"
 4) "key:117"
 5) "key:311"
 6) "key:112"
 7) "key:111"
 8) "key:110"
 9) "key:113"
 10) "key:211"
 11) "key:411"
 12) "key:115"
 13) "key:116"
 14) "key:114"
 15) "key:119"
 16) "key:811"
 17) "key:511"
 18) "key:11"

如你所見， 以上的大部分迭代都不返回任何元素。

在最后一次迭代， 我們通過將 COUNT 選項的參數(shù)設置為 1000 ， 強制命令為本次迭代掃描更多元素， 從而使得命令返回的元素也變多了。

并發(fā)執(zhí)行多個迭代

在同一時間， 可以有任意多個客戶端對同一數(shù)據(jù)集進行迭代， 客戶端每次執(zhí)行迭代都需要傳入一個游標， 并在迭代執(zhí)行之后獲得一個新的游標， 而這個游標就包含了迭代的所有狀態(tài)， 因此， 服務器無須為迭代記錄任何狀態(tài)。

中途停止迭代

因為迭代的所有狀態(tài)都保存在游標里面， 而服務器無須為迭代保存任何狀態(tài)， 所以客戶端可以在中途停止一個迭代， 而無須對服務器進行任何通知。

即使有任意數(shù)量的迭代在中途停止， 也不會產(chǎn)生任何問題。

使用錯誤的游標進行增量式迭代

使用間斷的（broken）、負數(shù)、超出范圍或者其他非正常的游標來執(zhí)行增量式迭代并不會造成服務器崩潰， 但可能會讓命令產(chǎn)生未定義的行為。

未定義行為指的是， 增量式命令對返回值所做的保證可能會不再為真。

只有兩種游標是合法的：

1、在開始一個新的迭代時， 游標必須為 0 。

2、增量式迭代命令在執(zhí)行之后返回的， 用于延續(xù)（continue）迭代過程的游標。

迭代終結的保證

增量式迭代命令所使用的算法只保證在數(shù)據(jù)集的大小有界（bounded）的情況下， 迭代才會停止， 換句話說， 如果被迭代數(shù)據(jù)集的大小不斷地增長的話， 增量式迭代命令可能永遠也無法完成一次完整迭代。

從直覺上可以看出， 當一個數(shù)據(jù)集不斷地變大時， 想要訪問這個數(shù)據(jù)集中的所有元素就需要做越來越多的工作， 能否結束一個迭代取決于用戶執(zhí)行迭代的速度是否比數(shù)據(jù)集增長的速度更快。

時間復雜度：

增量式迭代命令每次執(zhí)行的復雜度為 O(1) ， 對數(shù)據(jù)集進行一次完整迭代的復雜度為 O(N) ， 其中 N 為數(shù)據(jù)集中的元素數(shù)量。

返回值：

SCAN 命令、 SSCAN 命令、 HSCAN 命令和 ZSCAN 命令都返回一個包含兩個元素的 multi-bulk 回復：回復的第一個元素是字符串表示的無符號 64 位整數(shù)（游標）， 回復的第二個元素是另一個 multi-bulk 回復， 這個 multi-bulk 回復包含了本次被迭代的元素。

SCAN 命令返回的每個元素都是一個數(shù)據(jù)庫鍵。

SSCAN 命令返回的每個元素都是一個集合成員。

HSCAN 命令返回的每個元素都是一個鍵值對，一個鍵值對由一個鍵和一個值組成。

ZSCAN 命令返回的每個元素都是一個有序集合元素，一個有序集合元素由一個成員（member）和一個分值（score）組成。

更多用法可查看Redis SCAN命令：

http://doc.redisfans.com/key/scan.html

參考：

https://redis.io

https://www.dazhuanlan.com/2019/12/17/5df832fd189f6

​總結

到此這篇關于Redis的KEYS 命令千萬不能亂用的文章就介紹到這了,更多相關Redis的KEYS 命令內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關文章希望大家以后多多支持腳本之家！