API的理解和使用——键管理
核心知识点：
1.键重命名：rename和renamenx，使用renamenx时newkey必须不存在，重命名后会使用del删除原来的键，如果值比较大也会会造成阻塞。
2.随机返回一个值：randomkey
3.键过期：
a.除了expire、ttl之外，expireat、pexpireat、pexpire，内部都是使用的pexpireat；
b.expire键不存在返回0，设置负的过期时间，会立即删除键；persist和set会清除过期时间。
4.键迁移：
a.move库与库之间迁移数据，不常用
b.tump+restore，dump将键序列化（格式化采用RDB格式），然后restore复原；非原子性、客户端分布完成
c.migrate，dump+restore+del的组合，原子性，数据直接传输，收到之后会返回ok，相对tump+restore提升了效率
5.遍历键：
a.keys，可能带来阻塞，在不提供服务或者键总数比较少的情况下，可以使用；keys提供模式匹配，*、？、[]、\X；
b.scan，分批次遍历，不能保证能遍历完所有的键。
6.数据库管理：
a.select可以切换数据，有0-15这16个库；
b.多个数据库被“丢弃”的原因？单线程、库与库之间可能会相互影响、部分客户端不支持；
c.可以在一台机器上开启多个Redis实例
d.flushdb清空当前库，flishall清空所有库
e.使用flushdb\flushall会清空数据非常危险，同时可能会造成阻塞
之前介绍了一系列的关于各种数据结构的一些命令，接下来会介绍一些键的管理操作。
下面会从单个键管理、遍历键和数据库管理这三个方面进行介绍。
一、单个键管理
1.键重命名
命令：rename key newkey
127.0.0.1:6379> set name kebi OK 127.0.0.1:6379> rename name name:kb OK 127.0.0.1:6379> get name:kb "kebi"
如果重新命令的这个键名在之前已经存在，那么它的值将会被覆盖：
127.0.0.1:6379> set a b OK 127.0.0.1:6379> set c d OK 127.0.0.1:6379> rename a c OK 127.0.0.1:6379> get c "b"
为了防止强行rename，Redis提供了renamenx命令，确保只有newkey不存在的时候才能被覆盖：
127.0.0.1:6379> set kebi dsb OK 127.0.0.1:6379> set maoxian lsb OK 127.0.0.1:6379> renamenx kebi maoxian (integer) 0 #没有执行成功返回0 127.0.0.1:6379> get maoxian "lsb" 127.0.0.1:6379> get kebi "dsb"
在使用重命名的时候有两点要注意：
（1）由于重命令期间会执行del删除旧的键，如果键对应的值比较大，会存在阻塞Redis的可能性。
（2）如果key和newkey相同，在Redis3.2和之前的版本中，返回的结果可能会不同。
2.随机返回一个键
命令：randomkey
127.0.0.1:6379> dbsize (integer) 33 #当前系统中有33个键 127.0.0.1:6379> randomkey "name:kb" #每次都会随机返回一个键 127.0.0.1:6379> randomkey "set:sunion:1_2" 127.0.0.1:6379> randomkey "user:1"
3.键过期
之前在介绍Redis所有数据结构通用的命令时介绍过expire，它可以自动将带有过期时间的键删除，
除了expire、ttl命令之外，Redis还提供了expireat、pexpire、pexpireat、pttl、persist等命令。
- expire key seconds：键在reconds秒后过期。
- expireat key timestamp：键在秒级时间戳timestamp后过期。
127.0.0.1:6379> set hello world OK 127.0.0.1:6379> expire hello 20 (integer) 1 #设置成功 127.0.0.1:6379> ttl hello (integer) 13 #还是3秒 127.0.0.1:6379> ttl hello (integer) 7 127.0.0.1:6379> ttl hello (integer) -2 #键已经被删除
ttl命令和pttl都可以查询键的剩余过期时间，但是pttl精度更高，可以达到毫秒级别，有3种返回值：
- 大于等于0的整数：键的剩余过期时间（ttl是秒，pttl是毫秒）。
- -1：键没有设置过期时间。
- -2：键不存在。
expireat命令可以设置键的秒级过期时间戳如果需要将键hello在2017-12-19 00：00：00（秒级时间戳为1513612800）过期，可以这样：
127.0.0.1:6379> set hello world OK 127.0.0.1:6379> expireat hello 1513612800 (integer) 1
除此之外，Redis2.6版本以后提供了毫秒级的过期方案：
- pexpire key millseconds:键在milliseconds毫秒后过期。
- pexpireat key milliseconds-timestamp：键在毫秒时间戳timestamp后过期。
但无论是使用过期时间还是时间戳，秒级还是毫秒级，在Redis内部最终使用的都是pexpireat。
在使用Redis相关过期命令时，需要注意以下几点。
（1）如果expire的键不存在，返回的结果是0：
127.0.0.1:6379> expire not_exist_key 10 (integer) 0
（2）如果过期时间为负值，键会立即被删除，犹如使用del命令一样：
127.0.0.1:6379> set age 18 OK 127.0.0.1:6379> expire age -10 (integer) 1 127.0.0.1:6379> get age (nil)
（3）persist命令可以将键的过期时间清除：
127.0.0.1:6379> set sex boy OK 127.0.0.1:6379> expire sex 1000 (integer) 1 127.0.0.1:6379> ttl sex (integer) 996 127.0.0.1:6379> persist sex (integer) 1 127.0.0.1:6379> ttl sex (integer) -1 #代表没有设置过期时间
（4）对于字符串类型键，执行set命令会去掉过期时间，这个问题很容易在开发中被忽视。
如下是Redis源码中，set命令的函数setKey，可以看到最后执行了removeExpire(db,key)函数去掉了过期时间：
void setKey(redisDb *db,robj *key,robj * val) ( if (lookupKeyWrite(db,key) == NULL) { dbAdd(db,key,val); } else { dbOverwrite(db,key,val); } incrRefCount(val); //去掉过期时间 removeExpire(db,key); signalModifiedKey(db,key); }
下面的例子证明set会导致过期时间失效：
127.0.0.1:6379> set hello world OK 127.0.0.1:6379> expire hello 50 (integer) 1 127.0.0.1:6379> ttl hello (integer) 34 127.0.0.1:6379> set hello world OK 127.0.0.1:6379> ttl hello (integer) -1 #代表没有设置过期时间
（5）Redis不支持二级数据结构（例如哈希、列表）内部元素的过期功能，例如不能对列表类型的一个元素设置过期时间。
（6）setex命令作为set+expire的组合，不但是原子执行，同时减少了一次网络通讯的时间。
4.迁移键
迁移的功能非常重要，因为有时候我们只想把部分数据由一个Redis迁移到另一个Redis(例如从生产环境迁移到测试环境)，
Redis发展历程中提供了move、dump+restore、migrate三组迁移键的方法，它们的实现方式及使用场景不大相同，下面分别介绍：
（1）move
命令：move key db
move命令用于在Redis内部进行数据迁移，Redis内部可以有多个数据库，每个数据库在数据上是相互隔离的，
move key db就是把指定的键从源数据库迁移到目标数据库中。不建议在生产环境中使用。
（2）dump+restore
命令：
dump restore
restore key ttl value
dump + restore可以实现在不同的Redis实例之间进行数据迁移功能，整个迁移过程分两步：
第一步，在源Redis上，dump命令会将键值序列化，格式化采用的是RDB格式。
第二步，在目标Redis上，restore命令将上面序列化的值进行复原，其中ttl参数代表过期时间，如果ttl=0代表没有过期时间。
有关dump+restore有两点需要注意：
第一，整个迁移过程并非原子性的，而是通过客户端分步完成的。
第二，迁移过程是开启两个客户端连接，所以dump的结果不是在源Redis和目标Redis之间进行传输。
（3）migrate
命令：migrate host port key|“”destination-db timeout [copy] [replace] [keys key [key ...]]
参数说明：
- host：目标Redis的IP地址
- port：目标Redis的端口
- key|“”：在Redis3.0.6版本之前，migrate只支持迁移一个键，之后的版本支持迁移多个键，如果需要迁移多个键，此处为“”
- destination-db：目标Redis的数据库索引
- timeout：迁移的超时时间（单位为毫秒）
- [copy]：如果添加此选项，迁移后并不删除源键
- [replace]：如果添加此选项，migrate不管目标Redis是否存在该键都会正常迁移进行数据覆盖
- [keys key [key ...]]：迁移多个键。
migrate命令也是用于在Redis实例间进行数据迁移的，实际上migrate命令就是将dump、restore、del三个命令进行组合，从而简化了操作流程。
migrate命令具有原子性，而且从Redis3.0.6版本以后已经支持迁移多个键功能，有效地提高了迁移效率。
实现过程和dump+restore基本类似，但是有三点不大相同：
第一，整个过程是原子执行，不需要在多个Redis实例上开启客户端的，只需要在源Redis上执行migreate命令即可。
第二，migrate命令数据传输直接在源Redis和目标Redis上完成的。
第三，目标Redis完成restore后会发送OK给源Redis，源Redis接收后会根据migrate对应的选项来决定是否在源Redis上删除对应的键。
| 命令 | 作用域 | 原子性 | 支持多个键 |
| move | Redis实例内部 | 是 | 否 |
| dump+restore | Redis实例之间 | 否 | 否 |
| migrate | Redis实例之间 | 是 | 是 |
二、遍历键
1.全量遍历键
命令：keys pattern
之前介过绍过keys *这个命令，实际上keys命令是是支持pattern（模式）匹配的。之前我们是这样用的：
127.0.0.1:6379> keys * 1) "key" 2) "user:ranking:1" 3) "list:2" 4) "setkey3" 5) "kebi" 6) "maoxian" 7) "listkey" 8) "str:2" 9) "sex" 10) "set:sunion:2_1" 11) "hello" 12) "user:2" 13) "user:1" 14) "list:1" 15) "user:ranking:2" 16) "name:kb" 17) "setkey2" 18) "user1:1" 19) "str:1" 20) "str" 21) "list:test1"
上面为了遍历所有的键，pattern直接使用星号，这是因为pattern使用的是glob风格的通配符：
- *代表匹配任意个字符。
- ？代表匹配一个字符。
- [ ]代表匹配部分字符，例如[1,3]匹配1和3，[1-4]匹配1-4之间的任意数字。
- \x用来做转义，例如要匹配星号、问号需要进行转义。
例如，要匹配三个字符的键：
127.0.0.1:6379> keys ??? 1) "key" 2) "sex" 3) "str"
要匹配以u和l开头的键：
127.0.0.1:6379> keys [u,l]* 1) "user:ranking:1" 2) "list:2" 3) "listkey" 4) "user:2" 5) "user:1" 6) "list:1" 7) "user:ranking:2" 8) "user1:1" 9) "list:test1"
当需要遍历所有键时（例如检测过期或者闲置时间、寻找大对象等），keys是一个很有帮助的命令。
但是如果考虑到Redis的单线程架构就不妙了，如果Redis包含了大量的键，执行keys命令很可能会带来Redis阻塞，
所以一般不嫁你在生产环境下使用keys命令，但是有时候确实有遍历键的需求该怎么办，可以在以下三种情况下使用：
- 在一个不对外提供服务的Redis从节点上执行，这样不会阻碍到客户端的请求，但是会影响到主从复制。
- 如果确认键值总数比较少，可以执行该命令。
- 使用下面要介绍的scan命令渐进式的遍历所有键，可以有效防止阻塞。
2.渐进式遍历
Redis从2.8版本后，提供了一个新的命令scan，它能有效的解决keys命令存在的问题。
和keys命令执行时会遍历所有键不同，scan采用渐进式遍历的方式来解决keys的命令可能带来的阻塞问题，每次scan命令的时间复杂度是O(1)。
但是要真正实现keys的功能，需要执行多次scan。Redis存储键值对实际使用的是hashtable的数据结构，其基本模型如下：
那么每次执行scan，可以想象成只扫描一个字典中的一部分，直到将字典中所有键遍历完毕。
scan的使用方法如下：
scan cursor [match pattern] [count number]
参数解释：
- cursor是必须参数，实际上cousor是一个游标，第一次遍历从0开始，每次scan遍历完都会返回当前游标的值，直到游标值为0，表示遍历结束。
- match pattern是可选参数，它的作用是做模式的匹配，这点和keys的模式匹配很像。
- count number是可选参数，它的作用是表明每次要遍历的键的个数，默认值为10。
现在内存中有16个键：
127.0.0.1:6379> keys * 1) "key" 2) "list:2" 3) "setkey3" 4) "kebi" 5) "maoxian" 6) "listkey" 7) "str:2" 8) "sex" 9) "set:sunion:2_1" 10) "hello" 11) "list:1" 12) "name:kb" 13) "setkey2" 14) "str:1" 15) "str" 16) "list:test1"
使用scan做遍历，记住必须从0开始：
127.0.0.1:6379> scan 0 1) "49" 2) 1) "sex" 2) "key" 3) "hello" 4) "list:1" 5) "kebi" 6) "str:1" 7) "list:2" 8) "listkey" 9) "str" 10) "maoxian"
默认返回10个键，第一行表示需要开始的cursor的位置，接着访问：
127.0.0.1:6379> scan 49 1) "0" 2) 1) "setkey3" 2) "name:kb" 3) "str:2" 4) "setkey2" 5) "set:sunion:2_1" 6) "list:test1"
返回0，代表已经遍历完成。
除了scan之外，Redis提供了面向哈希类型、集合类型、有序集合的扫描遍历命令，
解决诸如hgetall、smembers、zrange可能产生的阻塞问题，对应的命令分别是hscan、sscan、zscan，它们的用法和scan基本类似。
但是scan并不是万能的，如果在scan的过程中如果有键的变化（增加、删除、修改），
那么遍历效果可能会碰到如下问题：新增的键可能没有遍历到，遍历出了重复的键的情况，也就是说scan并不能保证完整的遍历出所有的键。
三、数据库管理
Redis提供了几个面向Redis数据库的操作，它们分别是dbsize、select、flushdb/flushall命令。
1.切换数据库
命令：select dbIndex
许多关系型数据库，例如MySQL支持在一个实例下有多个数据库存在的，但是与关系型数据库用字符来区分不同的数据库名不同，
Redis只是用数字作为多个数据库的实现，Redis默认配置中是有16个数据库，
select 0操作将切换到第一个数据库，默认也是进入第一个数据库，select 15操作切换到最后一个数据库，
但是0号数据库和15号数据库之间的数据没有任何关联，甚至可以存在相同的键：
127.0.0.1:6379> get hello "world" #默认0号库 127.0.0.1:6379> select 15 #切换到15号库 OK 127.0.0.1:6379[15]> get hello #不存在hello键 (nil) 127.0.0.1:6379[15]> set hello WORLD OK 127.0.0.1:6379[15]> get hello #不同库之间可以存在相同的键 "WORLD"
关于库之间的切换可以看下图：
是否可以使用测试数据库和正式数据一样，把正式数据放在0号数据库，测试数据放在1号数据库了？彼此之间会有影响吗？
Redis3.0中已经逐渐弱化了这个功能，例如Redis的分布式实现Redis Cluster只允许使用0号数据库，只不过为了兼容老版本，该功能还没有完全废除。
下面分析以下为什么要废弃Redis的这项功能：
（1）Redis是单线程。如果使用多个数据库，那个这些数据库仍然是使用一个CPU，彼此之间还是会收到影响。
（2）对数据库的使用方式，会让调试和运维不同业务的数据库变得困难。如果一个数据库有慢查询存在，就会影响其他的数据库。
（3）部分Redis客户端根本不支持这种方式
如果要使用多个数据库功能，完全可以在一台机器上部署多个Redis实例，彼此使用端口来做区分，
因为一般的服务器都有多个CPU，这样多个数据库之间就不会收到影响，还能充分利用资源。
2.flushdb/flushall
flushdb/flushall命令用于清除数据库，两者的区别在于，flishdb只会清除当前数据库，而flushall会清除所有数据库。
现有三个库：
127.0.0.1:6379[2]> select 0 OK 127.0.0.1:6379> dbsize #0号库有16个键 (integer) 16 127.0.0.1:6379> select 2 OK 127.0.0.1:6379[2]> dbsize #2号库有3个键 (integer) 3 127.0.0.1:6379[2]> select 15 OK 127.0.0.1:6379[15]> dbsize #15号库有1个键 (integer) 1
在2号库上使用flushdb命令：
127.0.0.1:6379[15]> select 2 OK 127.0.0.1:6379[2]> flushdb OK 127.0.0.1:6379[2]> dbsize (integer) 0 #2号库已经清空 127.0.0.1:6379[2]> select 0 OK 127.0.0.1:6379> dbsize (integer) 16 #0号库依然存在
在0号库上执行flushall命令：
127.0.0.1:6379> select 0 OK 127.0.0.1:6379> flushall OK 127.0.0.1:6379> dbsize #0号库空 (integer) 0 127.0.0.1:6379> select 15 OK 127.0.0.1:6379[15]> dbsize #15号空 (integer) 0 127.0.0.1:6379[15]> select 2 OK 127.0.0.1:6379[2]> dbsize #2号空 (integer) 0
flushdb/flishall虽然可以很方便的清理数据，但是也会有两个问题：
（1）如果当前库键值数量非常多，很有可能会造成Redis阻塞；
（2）flushdb/flushall会将所有数据全部清除，这是非常危险的，后面会讲如何规避和如何恢复数据。
