Redis基础(1)--基本全局指令与架构
1. 基本全局命令
Redis有5种数据结构，但它们都是键值对中的值，对于键来说有⼀些通用的命令。
1.1KEYS
返回所有满足样式（pattern）的key。支持如下统配样式。
- h?llo 匹配 hello , hallo 和hxllo
- h*llo 匹配 hllo 和 heeeello
- h[ae]llo 匹配 hello 和 hallo 但不匹配 hillo
- h[^e]llo 匹配 hallo , hbllo ,…但不匹配 hello
- h[a-b]llo 匹配 hallo 和 hbllo
语法：KEYS pattern
命令有效版本：1.0.0之后
时间复杂度：O(N)
返回值：匹配pattern的所有key。
1.2 EXISTS
判断某个key是否存在。
语法：EXISTS key [key ...]
命令有效版本：1.0.0之后
时间复杂度：O(1)
返回值：key存在的个数。
注意：exists能够同时查看多个key是否存在，为什么要这样做？
因为Redis是客户端服务器模式的，每条指令会封装成网络请求发给服务端，服务端在接收到请求后解包，处理并将结果封装发回给客户端，封装和解包必然是要消耗性性能的。
1.3 DEL
删除指定的key。
语法：DEL key [key ...]
命令有效版本：1.0.0之后
时间复杂度：O(1)
返回值：删除掉的key的个数。
1.4 EXPIRE
为指定的 key 添加秒级的过期时间（Time To Live TTL）
语法：EXPIRE key seconds
命令有效版本：1.0.0之后
时间复杂度：O(1)
返回值：1表示设置成功。0表示设置失败
PEXPIRE：设置毫米级到期时间
1.5 TTL
获取指定 key 的过期时间，秒级。
TTL key
命令有效版本：1.0.0 之后
时间复杂度：O(1)
返回值：剩余过期时间。-1 表示没有关联过期时间，-2 表示 key 不存在。
注意：IP协议首部也有TTL，这个TTL本质上是一个计数器，当IP报文被路由器转发后，就会减一，减到0丢弃IP报文
键的过期机制
Redis主要用两种策略去处理过期的数据
- 定期删除：定期查看一部分键是否应该被删除，保证速度足够快，因为redis是单线程程序，不能够阻塞工作线程
- 惰性删除：访问时查看是否已经到期
注意：有了上面两种方案，还是有过期数据不会被删除的，redis还有内存淘汰机制去解决这个问题
定时器的两种高效实现
- 优先级队列：用优先级队列及堆来维护key的到期时间，到期时间最近的key放入堆顶，专门创建一个线程来维护这个堆，当有新的key被设置了到期时间，就将其加入到堆中，并且查看堆顶的到期时间，用其减去当前时间，得到需要等待的时间，让线程休眠等待的时间，有新的key被设置了到期时间，就唤醒线程
- 时间轮
1.6 TYPE
返回 key 对应 value 的数据类型。
语法：TYPE key
命令有效版本：1.0.0 之后
时间复杂度：O(1)
返回值： none , string ,list , set ,zset ,hash and stream .。
其中stream是消息队列用的
2. 单线程架构
Redis 使用了单线程架构来实现高性能的内存数据库服务，此处的单线程是只有一个线程来处理命令请求，并不是整个进程都只有一个线程，会有其他线程去处理IO。
2.1 单线程模型
当三个客户端同时访问Redis服务器时，看似是同时到达并处理请求，实际请求到达一定有先有后，由于Redis是单线程的，一个时间段只能处理一个请求，其他的请求即使来了也只能排队等着。不会有多线程场景下的线程安全问题。
这也能解释了Redis为什么能这么快~
这个快是和数据库相比的
- Redis访问内存，而数据库访问磁盘
- Redis处理网络请求用的是IO多路转接方案
- Redis的核心功能比数据库的核心功能要简单，数据库对于数据的插入删除查询都有更复杂的功能支持，这样必然会造成额外的开销，比如：约束，要做额外的工作
- 单线程模型避免了没必要的线程竞争开销
redis操作都是短平快的，就是简单操作一下内存数据，不特别消耗cpu，使用多线程效率提升也不大