Redis性能优化：使用scan命令替换keys

keys命令

keys命令用于返回指定的正则表达式所匹配的所有key的列表，其所检索的是Redis当前所使用的数据库（默认为0号数据库）的所有key，用法如下：

1. *匹配数据库中所有key 
KEYS *
2. ?匹配某个字符
KEYS t?st
3. *和其他字符一起使用，如下匹配test, teest等
KEYS t*st
4. []匹配某些字符中的一个，如下匹配test或tast
KEYS t[ae]st

由于每个Redis实例是使用单线程处理所有请求的，故keys命令和其他命令都是在同一个队列排队等待执行的，如果keys命令执行时间长，则会阻塞其他命令的执行，导致性能问题。如果keys命令需要匹配非常多的key，则可能造成长期停顿。
在Java中keys命令通常使用RedisTemplate来调用，如下：
```
String pattern = "*";
redisTemplate.keys(pattern)
```

scan命令

scan命令是在2.8及之后版本提供的，主要用于解决keys命令可能导致整个Redis实例停顿的问题。scan是一种迭代命令，主要是对keys命令进行了分解，即原本使用一个keys请求一次匹配获取所有符合的key的操作，分解了多次scan操作，每次scan操作返回匹配的key的一个子集，这样每个scan请求的操作时间很短，多次scan请求之间可以执行其他命令，故减少对其他命令执行的阻塞，直到最后一个scan请求发现没有数据可返回了，则操作完成，汇总该次所有scan请求的数据，从而达到与keys命令一次获取的数据相同。
由于scan命令需要执行多次，即相当于执行了多个命令，存在多次命令请求和响应周期，故整体执行时间可能要比keys命令长。
在使用scan命令时，通常需要指定一个count参照，如下：0为游标，第二次迭代从第一次迭代返回的游标开始，COUNT为1000表示提示hint此次需要返回1000个数据，但实际并不一定，可能更多也可能更少。在多次迭代中COUNT可以指定不同的值。COUNT默认值为10.
```
127.0.0.1:6379> scan 0 MATCH user_* COUNT 1000
1) "0"
2) (empty list or set)
```

游标的使用：第一次返回17，则第二次可以从17开始。

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"

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"

Java使用scan命令示例

在Java中一般基于spring的RedisTemplate来进行Redis相关操作，其中RedisTemplate是线程安全的，故整个项目可以共享一个RedisTemplate实例。scan代码示例如下：

public int getTotalUsers() {
    Set<String> allUsers = redisTemplate.execute(new RedisCallback<Set<String>>() {
      @Override
      public Set<String> doInRedis(RedisConnection connection) throws DataAccessException {
        Set<String> partUers = new HashSet<>();
        // 放在try中自动释放cursor
        try (Cursor<byte[]> cursor = connection.scan(new ScanOptions.ScanOptionsBuilder()
                .match(RedisStorage.USER_KEY + "*").count(50000).build())) {
          while (cursor.hasNext()) {
            partUers.add(new String(cursor.next()));
          }
        } catch (IOException e) {
          LOG.error("getTotalUsers cursor close {}", e);
        }
        return partUers;
      }
    });
    return sessions.size();
}

Redis性能优化：使用scan命令替换keys

keys命令

scan命令

Java使用scan命令示例

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