Redis中keys和scan的区别

资料来源于《Redis深度历险：核心原理和应用实践》一书

在平时线上 Redis 维护工作中，有时候需要从 Redis 实例成千上万的 key 中找出特定前缀的 key 列表来手动处理数据，可能是修改它的值，也可能是删除 key。这里就有一个问题，如何从海量的 key 中找出满足特定前缀的 key 列表来？

在Redis中我们可以使用keys和scan两种指令。

一、keys指令

演示：

127.0.0.1:6379> set codehole1 a
OK
127.0.0.1:6379> set codehole2 b
OK
127.0.0.1:6379> set codehole3 c
OK
127.0.0.1:6379> set code1hole a
OK
127.0.0.1:6379> set code2hole b
OK
127.0.0.1:6379> set code3hole b
OK
127.0.0.1:6379> keys *
1) "codehole1"
2) "code3hole"
3) "codehole3"
4) "code2hole"
5) "codehole2"
6) "code1hole"
127.0.0.1:6379> keys codehole*
1) "codehole1"
2) "codehole3"
3) "codehole2"
127.0.0.1:6379> keys code*hole
1) "code3hole"
2) "code2hole"
3) "code1hole"

keys指令使用非常简单，提供一个简单的正则字符串即可，但是有很明显的两个缺点。

(1)没有 offset、limit 参数，一次性吐出所有满足条件的 key，万一实例中有几百 w 个 key 满足条件，当你看到满屏的字符串刷的没有尽头时，你就知道难受了。

（2）keys 算法是遍历算法，复杂度是 O(n)，如果实例中有千万级以上的 key，这个指令就会导致 Redis 服务卡顿，所有读写 Redis 的其它的指令都会被延后甚至会超时报错，因为 Redis 是单线程程序，顺序执行所有指令，其它指令必须等到当前的 keys 指令执行完了才可以继续。

二、scan指令

为了解决keys的问题，redis在2.8中引入了scan指令。

scan的特点：

1、复杂度虽然也是O(n)，但是它是通过游标分步进行的，不会阻塞线程;

什么是游标？

2、提供 limit 参数，可以控制每次返回结果的最大条数，limit 只是一个 hint，返回的结果可多可少;

3、同 keys 一样，它也提供模式匹配功能;

4、服务器不需要为游标保存状态，游标的唯一状态就是 scan 返回给客户端的游标整数;

5、返回的结果可能会有重复，需要客户端去重复，这点非常重要;

6、遍历的过程中如果有数据修改，改动后的数据能不能遍历到是不确定的;

7、单次返回的结果是空的并不意味着遍历结束，而要看返回的游标值是否为零;

// 0是cursor整数值 key99*是key的正则表达式 1000是limit hint
scan 0 match key99* count 1000

演示：

127.0.0.1:6379> scan 0 match key99* count 1000
1) "13976"
2) 1) "key9911"
 2) "key9974"
 3) "key9994"
 4) "key9910"
 5) "key9907"
 6) "key9989"
 7) "key9971"
 8) "key99"
 9) "key9966"
 10) "key992"
 11) "key9903"
 12) "key9905"
127.0.0.1:6379> scan 13976 match key99* count 1000
1) "1996"
2) 1) "key9982"
 2) "key9997"
 3) "key9963"
 4) "key996"
 5) "key9912"
 6) "key9999"
 7) "key9921"
 8) "key994"
 9) "key9956"
 10) "key9919"
127.0.0.1:6379> scan 1996 match key99* count 1000
1) "12594"
2) 1) "key9939"
 2) "key9941"
 3) "key9967"
 4) "key9938"
 5) "key9906"
 6) "key999"
 7) "key9909"
 8) "key9933"
 9) "key9992"
......
127.0.0.1:6379> scan 11687 match key99* count 1000
1) "0"
2) 1) "key9969"
 2) "key998"
 3) "key9986"
 4) "key9968"
 5) "key9965"
 6) "key9990"
 7) "key9915"
 8) "key9928"
 9) "key9908"
 10) "key9929"
 11) "key9944"

注意： 从上面的过程可以看到虽然提供的 limit 是 1000，但是返回的结果只有 10 个左右。因为这个 limit 不是限定返回结果的数量，而是限定服务器单次遍历的字典槽位数量(约等于)。 如果将limit 设置为 10，你会发现返回结果是空的，但是游标值不为零，意味着遍历还没结束。

更多的scan指令：

scan 指令是一系列指令，除了可以遍历所有的 key 之外，还可以对指定的容器集合进行遍历。 比如 zscan 遍历 zset 集合元素，hscan 遍hash字典的元素、sscan 遍历 set集合的元素。

它们的原理同 scan 都会类似的，因为 hash 底层就是字典，set 也是一个特殊的hash(所有的 value 指向同一个元素)，zset 内部也使用了字典来存储所有的元素内容，所以这里不再赘述。