从keys到SCAN：Redis批量删除的进化之路

标签：Redis、批量删除、前缀匹配、性能优化

一、痛点分析：为什么需要批量删除指定前缀的键？

在 Redis 使用过程中，我们经常会遇到这样的场景：

• 需要对某一类数据进行清理，例如用户会话、缓存数据等，而这些数据通常以某种前缀命名（如 user:session:*、cache:data:*）。
• 如果直接通过 redisTemplate.delete(key) 删除单个键，需要手动指定所有键，效率极低且不可维护。
• 如果使用 redisTemplate.keys(prefix + "*") 查找并删除，虽然简单，但在键数量庞大的情况下（如百万级），会导致 Redis 服务阻塞，甚至引发宕机风险。

因此，我们需要一种高效、安全的方法，能够根据指定前缀批量删除键，同时避免性能问题。

二、解决方案：三种方法详解

以下是三种常见的实现方式，分别基于 keys、SCAN 和 Lua 脚本。

方法 1：使用 keys 查找并删除

实现代码：

// 获取 RedisTemplate 实例
RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = ...;

// 定义前缀
String prefix = "CAR_TERMINAL_LOCATION:"; // 示例前缀

// 查找所有匹配的键
Set<String> keys = redisTemplate.keys(prefix + "*");

// 批量删除
if (keys != null && !keys.isEmpty()) {
    redisTemplate.delete(keys);
}

 原理：

• 通过 redisTemplate.keys(prefix + "*") 查找所有匹配的键。
• 使用 redisTemplate.delete(keys) 批量删除。

优点：

1. 实现简单，代码清晰。
2. 适合键数量较少的场景。

缺点：

1. keys 是阻塞操作，会一次性加载所有匹配的键到内存中。
2. 当键数量庞大时，可能导致 Redis 服务阻塞，甚至宕机。
3. 不适合生产环境的高并发场景。

方法 2：使用 SCAN 增量式删除

实现代码：

// 获取 RedisTemplate 实例
RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = ...;

// 定义前缀
String prefix = "CAR_TERMINAL_LOCATION:"; // 示例前缀

// 使用 RedisConnection 执行 SCAN
redisTemplate.execute((RedisCallback<Void>) connection -> {
    Cursor<byte[]> cursor = connection.scan(
        ScanOptions.scanOptions().match(prefix + "*").count(1000).build()
    );
    while (cursor.hasNext()) {
        connection.del(cursor.next());
    }
    return null;
});

原理：

• 通过 SCAN 命令增量式遍历匹配的键，避免一次性加载所有键到内存中。
• 使用 connection.del() 逐个删除键。

优点：

1. 非阻塞操作，适合处理大量键的场景。
2. 不会导致 Redis 服务阻塞，性能更优。
3. 适合生产环境的高并发场景。

缺点：

1. 实现相对复杂，需要手动管理游标。
2. 删除操作是逐个执行的，可能比批量删除稍慢。

方法 3：使用 Lua 脚本

实现代码：

// Lua 脚本：删除所有匹配指定前缀的键
String luaScript = 
    "local keys = redis.call('KEYS', ARGV[1]) " +
    "for i, key in ipairs(keys) do " +
    "    redis.call('DEL', key) " +
    "end " +
    "return #keys";

// 定义前缀
String prefix = "CAR_TERMINAL_LOCATION:*";

// 执行 Lua 脚本
Long deletedCount = redisTemplate.execute(
    (RedisCallback<Long>) connection -> 
        connection.eval(
            luaScript.getBytes(), 
            ReturnType.INTEGER, 
            0, 
            prefix.getBytes()
        )
);

System.out.println("Deleted keys: " + deletedCount);

原理：

• 将删除逻辑封装到 Lua 脚本中，在 Redis 服务器端执行。
• 通过 KEYS 查找所有匹配的键，并逐个删除。

优点：

1. 脚本在 Redis 服务器端执行，减少了网络开销。
2. 适合需要原子性操作的场景。

缺点：

1. KEYS 命令是阻塞的，可能导致性能问题。
2. Lua 脚本实现复杂，调试困难。
3. 不推荐在键数量庞大的场景中使用。

三、方法对比：优缺点总结

四、总结与建议

1. 优先选择 SCAN：
   • 在生产环境中，SCAN 是最推荐的方式，因为它非阻塞、性能更优，适合处理大量键的场景。
2. 谨慎使用 keys：
   • keys 适合键数量较少的场景，如开发测试环境，但不建议在生产环境中使用。
3. Lua 脚本需谨慎：
   • Lua 脚本适合需要原子性操作的场景，但由于 KEYS 命令的阻塞性，不建议在键数量庞大的场景中使用。
4. 优化建议：
   • 如果可能，尽量在设计 Redis 键时避免使用全局前缀匹配，而是通过其他方式（如哈希表）管理数据，减少删除操作的复杂性。

希望本文能帮助你更好地理解 Redis 批量删除指定前缀键的实现方法，避免性能问题！
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