面試掛了，批量執(zhí)行Redis命令的方式有哪些，誰(shuí)能回答？
1. 引言
1.1 創(chuàng)作初衷
最近參加面試的時(shí)候，被問(wèn)到一個(gè)關(guān)于Redis的問(wèn)題：
批量執(zhí)行Redis命令的方式有哪些?
突然被問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題，我先是有點(diǎn)懵逼。
最容易想到的是Redis的一些批量命令，例如MGET（同時(shí)獲取多個(gè)key的value）、MSET（同時(shí)設(shè)置多個(gè)key-value鍵值對(duì)）。再有其他的，就暫時(shí)印象有點(diǎn)模糊，想不起來(lái)。
結(jié)束之后，總結(jié)了才發(fā)現(xiàn)，這是純純的八股文。如果平時(shí)不總結(jié)、背誦，突然被問(wèn)到，很難回答的全面。
1.2 為什么需要批量執(zhí)行Redis命令
在實(shí)際應(yīng)用中，我們常常需要一次執(zhí)行多個(gè)Redis命令。通過(guò)批量執(zhí)行命令，我們可以實(shí)現(xiàn)以下目的：
- 提高命令執(zhí)行效率：批量執(zhí)行可以減少網(wǎng)絡(luò)延遲，提高Redis服務(wù)器的響應(yīng)速度。
- 簡(jiǎn)化客戶端邏輯：批量執(zhí)行可以將多個(gè)命令封裝成一個(gè)操作，簡(jiǎn)化客戶端處理邏輯。
- 提升事務(wù)性能：通過(guò)批量執(zhí)行，可以保證一組命令在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，提高事務(wù)的性能。
1.3 批量執(zhí)行Redis命令的方式
常見的批量執(zhí)行Redis命令的方式，共有下面四種：
- Redis基礎(chǔ)命令，例如MGET、MSET
- pipeline（管道）命令
- Redis事務(wù)
- Lua腳本
接下來(lái)就詳細(xì)講一下這四種批量執(zhí)行Redis命令方式的具體使用。
2. Redis基礎(chǔ)命令
Redis支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如字符串（String）、列表（List）、集合（Set）、有序集合（Sorted Set）和哈希（Hash）。在批量操作這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)時(shí)，可以使用對(duì)應(yīng)的Redis批量命令來(lái)高效地處理大量數(shù)據(jù)。下面介紹針對(duì)不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的批量操作命令：
1. 字符串（String）
在批量操作字符串時(shí)，可以使用MSET和MGET命令分別設(shè)置和獲取多個(gè)鍵值對(duì)。
示例：
MSET key1 value1 key2 value2 key3 value3
MGET key1 key2 key32. 列表（List）
批量操作列表時(shí)，可以使用LPUSH和RPUSH命令分別從列表頭部和尾部插入多個(gè)元素。
示例：
LPUSH mylist value1 value2 value3
RPUSH mylist value4 value5 value6批量獲取列表元素時(shí)，需要使用Lua腳本或客戶端循環(huán)執(zhí)行LINDEX命令。
3. 集合（Set）
批量將多個(gè)元素添加到集合時(shí)，可以使用SADD命令。
示例：
SADD myset value1 value2 value3批量獲取集合元素時(shí)，可以使用SMEMBERS命令。
4. 有序集合（Sorted Set）
批量將多個(gè)元素添加到有序集合時(shí)，可以使用ZADD命令。
示例：
ZADD myzset 1 value1 2 value2 3 value3批量獲取有序集合元素時(shí)，可以使用ZRANGE或ZREVRANGE命令。
5. 哈希（Hash）
批量操作哈希時(shí)，可以使用HMSET和HMGET命令分別設(shè)置和獲取多個(gè)字段及其值。
示例：
HMSET myhash field1 value1 field2 value2 field3 value3
HMGET myhash field1 field2 field3在批量操作不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的Redis命令時(shí)，需要了解各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的批量操作命令，并根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的命令。同時(shí)，注意在批量操作過(guò)程中，可能需要將操作分解為多個(gè)較小的批量操作，以避免阻塞Redis服務(wù)器。
3. Pipeline（管道）
3.1 Pipeline實(shí)現(xiàn)原理
Redis Pipeline（管道）命令是一種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信的技術(shù)，可以將多個(gè)命令一次性發(fā)送給Redis服務(wù)器，可以減少客戶端與Redis服務(wù)器之間的網(wǎng)絡(luò)通信次數(shù)，從而提高Redis的性能。
在使用Pipeline命令時(shí)，客戶端將多個(gè)命令發(fā)送到Redis服務(wù)器，Redis服務(wù)器將這些命令緩存起來(lái)，然后一次性執(zhí)行，最后將執(zhí)行結(jié)果一次性返回給客戶端。這種方式可以避免在每個(gè)命令執(zhí)行時(shí)都進(jìn)行一次網(wǎng)絡(luò)通信，從而提高整體的執(zhí)行效率。
需要注意的是，管道只是一種網(wǎng)絡(luò)通信優(yōu)化手段，并不具備事務(wù)的原子性。
3.2 Pipeline使用示例
以下是一個(gè)使用Java Redis庫(kù)實(shí)現(xiàn)管道批量執(zhí)行命令的示例：
// 1. 創(chuàng)建Redis客戶端連接
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379);
// 2. 創(chuàng)建Pipeline管道
Pipeline pipeline = jedis.pipelined();
// 3. 添加多個(gè)Redis命令
pipeline.set("key1", "value1");
pipeline.set("公眾號(hào)", "一燈架構(gòu)");
pipeline.get("key1");
// 4. 一次性執(zhí)行所有命令，并獲取執(zhí)行結(jié)果
List<Object> results = pipeline.syncAndReturnAll();
// 5. 關(guān)閉Redis客戶端連接
jedis.close();在以上代碼中，我們首先創(chuàng)建了一個(gè)Jedis對(duì)象，用于與Redis服務(wù)器進(jìn)行通信。然后，我們創(chuàng)建了一個(gè)Pipeline對(duì)象，用于執(zhí)行多個(gè)Redis命令。接著，我們通過(guò)Pipeline對(duì)象執(zhí)行了三個(gè)Redis命令，并將結(jié)果緩存起來(lái)。最后，我們使用syncAndReturnAll()方法一次性執(zhí)行了所有命令，并獲取了執(zhí)行結(jié)果。最后關(guān)閉Redis客戶端連接。
4. Redis事務(wù)
4.1 什么是Redis事務(wù)
Redis事務(wù)（Transaction）通過(guò)將多個(gè)Redis操作封裝為一個(gè)原子性的操作序列，確保在事務(wù)執(zhí)行過(guò)程中，不會(huì)受到其他客戶端的干擾。從而在保證數(shù)據(jù)一致性的同時(shí)，協(xié)調(diào)并發(fā)，提高數(shù)據(jù)操作的效率和性能。
4.2 Redis事務(wù)的實(shí)現(xiàn)
Redis事務(wù)使用以下三個(gè)命令進(jìn)行操作：
- MULTI：標(biāo)記事務(wù)開始。
- EXEC：執(zhí)行所有在MULTI之后的命令。
- DISCARD：取消事務(wù)。
在MULTI和EXEC之間的所有命令將作為一個(gè)整體被執(zhí)行。這些命令會(huì)被放入隊(duì)列中，等待EXEC命令的調(diào)用。一旦EXEC命令被調(diào)用，所有的命令將按照順序被執(zhí)行。
4.3 Redis事務(wù)的使用
下面演示一個(gè)常見的電商購(gòu)物場(chǎng)景，把更新訂單狀態(tài)和扣庫(kù)存放在一個(gè)事務(wù)中。
# 開啟事務(wù)
> MULTI
OK
# 執(zhí)行命令
# 1. 設(shè)置訂單狀態(tài)為已完成
> SET order_status 1
QUEUED
# 2. 庫(kù)存減一
> DECR stock
QUEUED
# 3. 查看庫(kù)存
> GET stock
QUEUED
# 提交事務(wù)
> EXEC
1) OK
2) OK
3) 99在這個(gè)示例中，我們首先使用MULTI命令標(biāo)記事務(wù)開始，然后更新訂單狀態(tài)為已完成，扣減庫(kù)存，最后使用EXEC命令執(zhí)行所有的命令。通過(guò)這種方式，我們可以確保訂單狀態(tài)和庫(kù)存的操作在同一時(shí)間內(nèi)完成。
5. Lua腳本
5.1 Lua腳本的基本概念
Redis支持使用Lua腳本來(lái)執(zhí)行自定義的復(fù)雜邏輯。通過(guò)Lua腳本，我們可以在Redis服務(wù)器端執(zhí)行多個(gè)命令，從而減少網(wǎng)絡(luò)延遲，提高執(zhí)行效率。另外，Lua腳本具有原子性，即腳本中的所有命令會(huì)在同一時(shí)間內(nèi)執(zhí)行，不會(huì)被其他命令打斷。
5.2 使用Lua腳本
在Redis中，我們可以使用EVAL命令來(lái)執(zhí)行Lua腳本。EVAL命令的語(yǔ)法如下：
EVAL script numkeys key [key ...] arg [arg ...]其中，script是要執(zhí)行的Lua腳本，numkeys表示腳本中涉及到的鍵的數(shù)量，key和arg分別表示腳本中的鍵和參數(shù)。
5.3 Lua腳本示例
以下Lua腳本用于實(shí)現(xiàn)原子性地遞增一個(gè)計(jì)數(shù)器：
EVAL "local current = redis.call('get', KEYS[1]); current = current + 1; redis.call('set', KEYS[1], current); return current;" counter具體邏輯是，先獲取counter對(duì)應(yīng)的value數(shù)值，然后把counter數(shù)值加一，最后返回counter對(duì)應(yīng)數(shù)值。
6. 總結(jié)
本文詳細(xì)介紹了如何使用Redis基礎(chǔ)命令、Pipeline管道、Redis事務(wù)和Lua腳本批量執(zhí)行Redis命令。這些方法各自適用于不同的場(chǎng)景，具有以下特點(diǎn)：
- Redis基礎(chǔ)命令：適用于簡(jiǎn)單操作的場(chǎng)景，不保證原子性。
- Pipeline管道：通過(guò)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)通信，減少網(wǎng)絡(luò)延遲，提高命令執(zhí)行效率，適用于一次性執(zhí)行多個(gè)命令的場(chǎng)景。
- Redis事務(wù)：保證一組命令的原子性執(zhí)行，適用于需要確保數(shù)據(jù)一致性的場(chǎng)景。
- Lua腳本：在Redis服務(wù)器端執(zhí)行復(fù)雜邏輯，具有原子性，適用于需要在服務(wù)器端完成多個(gè)操作的場(chǎng)景。
在實(shí)際應(yīng)用中，還需要根據(jù)具體需求和場(chǎng)景選擇合適的方法。有時(shí)候，將這些方法組合使用也是一個(gè)很好的選擇。例如，可以將Redis事務(wù)和管道結(jié)合使用，同時(shí)保證原子性和網(wǎng)絡(luò)通信效率。靈活運(yùn)用這些方法，以滿足實(shí)際項(xiàng)目中的需求。
