突破性提升Redis 模式匹配的性能突破（redis 模式匹配性能）

Redis作为一种高性能的非关系型数据库，备受广大开发者的青睐。然而在Redis的实际使用中，其中一个瓶颈就是键的模式匹配。尤其是当存储大量的键值对时，Redis的性能会受到很大的影响。而随着Redis版本的不断升级，解决性能问题的方法也变得更为多样化和高效化。针对Redis模式匹配的性能问题，本文将介绍本次Redis模式匹配的性能突破。

Redis模式匹配的性能问题

Redis支持的键的模式匹配包括：* 和 ? 两个通配符。*代表匹配零个或多个字符，而？则代表匹配一个字符。当使用这两个通配符做键的模式匹配时，由于Redis是单线程进行操作的，所以需要遍历每一个键，然后判断是否符合要求。这个操作在键值对数量巨大的情况下，自然会造成查询的性能问题。

使用Redis的keys命令（或命令别名SCAN）来查询匹配的键名：

$ redis-cli keys "*abc*"
1) "abc"
2) "abcdef"
3) "aaaabc"

上述代码用Redis-cli客户端运行，通过keys命令，查找出所有键名中包含’abc’的键。这个命令将会遍历Redis中的所有键值对，进行名字的匹配，从而导致性能下降。

Redis在遍历键的时候，采取了一个比较高效的方式。为了使键的查找更快，Redis的键被保存在一颗Trie树中。Trie树是一种典型的字符串处理数据结构，其优点是可以快速地匹配和定位字符串，所以Redis使用此数据结构进行性能优化和提升。

Redis版本升级带来的性能突破

虽然Redis的Trie树数据结构已经实现了高效的键查找，但是在大规模数据应用的情况下，Redis的性能仍然受到很大的影响。因此，人们一直在尝试着提高Redis性能的方法，其中一个比较有效的方法就是使用Redis的SCAN命令，这个命令可以查找出一页数据而不会导致Redis的阻塞。

SCAN命令是Redis2.8版本开始提供的，通过该命令可以遍历Redis数据库的所有键值对，而不影响该数据库的性能。SCAN命令返回的是一个序列化的数组，其中包含了当前游标的数值和从Redis数据库取出的若干个键值对。在代码中使用SCAN命令查找指定条件的键值对，如下所示：

$redis = new \Redis(); 
$redis->connect('127.0.0.1', 6379);
$it = NULL; 
while($arr_keys = $redis->scan($it, '*abc*', 100)){
    foreach($arr_keys as $str_key){
        //处理匹配到的键
    } 
}

使用SCAN命令，我们得到了更好的性能，并且可以直接遍历Redis键的子集，我们可以使用该命令来处理大的数据集。

最新的Redis5.0版本进一步优化了SCAN命令，实现了异步IO，提高了性能。现在我们可以使用Redes的异步命令和回调函数进行SCAN命令查找，Redis5.0支持异步扫描和读取。这样可以通过在扫描过程中或者事件回答之后处理返回的键名列表提高速度和性能。

$client = new Redis();
$client->connect('127.0.0.1', 6379);
 
$futureData = $client->scanAsync(0, '*abc*', 1000);
 
$futureData->then(function ($result) {
    var_dump($result); //处理匹配到的键 
});

总结

尽管Redis的Trie数据结构可以实现高效的键查找，但在大规模数据应用的情况下，Redis的性能仍然受到很大的影响。因此，SCAN命令的出现对提高Redis的性能显得尤为重要。SCAN命令通过遍历某一特定数据块，避免一次性遍历所有数据，使得Redis5.0在键的模式匹配时也能保持较高的性能水平。如果您的Redis实例存在键的模式匹配的问题，建议尝试使用SCAN命令，以提高Redis的性能。