完整教程：Stream消息队列+地理空间计算+HyperLogLog去重，SCAN安全遍历+RESP协议全解析，一文把它啃透！

文章目录

• 本篇摘要
• 一.五大类型补充（了解即可）
• • • • **1. Stream（消息流）—— Redis 的“消息队列”**
      • **2. Geospatial（地理空间）—— Redis 的“地图导航”**
      • **3. HyperLogLog（基数统计）—— Redis 的“去重计数器”**
      • **4. Bitmaps（位图）—— Redis 的“打卡神器”**
      • **5. Bitfields（位域）—— Redis 的“二进制乐高”**
    • **对比总结**
• 二.SCAN命令
• • • • 1. 核心作用
      • 2. 基本语法
      • 4. 对比其他遍历/匹配命令
      • 5. 使用注意事项
• 三.数据库管理
• • • Redis 面向数据库的操作命令
    • 切换数据库（select 命令）
    • Redis 多数据库特性的建议
    • 清除数据库（flushdb / flushall 命令）
• 四.认识Redis的RESP（REdis Serialization Protocol）
• • • • **1. Redis 通信协议（RESP）**
      • **2. Redis 访问原理**
      • • **客户端与服务端交互流程**
        • **为什么能自定义客户端？**
        • **与通用客户端的区别**
• 五.本篇小结

本篇摘要

本文介绍 Redis 五大补充类型（如 Stream 做消息队列、Geospatial 用于地图导航等）及其命令，讲解 SCAN 渐进式遍历键、数据库管理（select、flush 等）、RESP 通信协议。

一.五大类型补充（了解即可）

1. Stream（消息流）—— Redis 的“消息队列”

用途：用来处理实时消息，比如聊天记录、订单流水、日志流。
通俗理解：

• 就像微信群聊，新消息一条接一条，每个人都能看到历史记录。
• 支持“消费者组”，比如外卖系统：一个订单消息可以被“商家”“骑手”“用户”三个角色各自处理。

核心命令：

• XADD 添加消息（如：XADD chat * user "张三" msg "你好"）
• XREAD 读取消息（支持阻塞等待新消息）
• XGROUP 管理消费者组

2. Geospatial（地理空间）—— Redis 的“地图导航”

用途：存储地理位置，计算距离、查找附近地点。
通俗理解：

• 像手机里的地图APP，可以标记“我家”“公司”，计算两者距离，或者搜索“附近3公里的奶茶店”。

核心命令：

• GEOADD 添加地点（如：GEOADD shops 116.40 39.90 "北京店"）
• GEODIST 计算距离（如：GEODIST shops "北京店" "上海店" km）
• GEORADIUS 搜索附近（如：GEORADIUS shops 116.40 39.90 5 km）

3. HyperLogLog（基数统计）—— Redis 的“去重计数器”

用途：快速统计海量数据中的不重复数量，它只记录特征，只用于统计，不记录元素，通过位运算进行。（如网站UV）。
通俗理解：

• 像统计一个广场上有多少人，每个人只算一次，即使他来回走了10遍。
• 特点：占用内存极小（12KB能统计上亿数据），但有0.81%误差。

核心命令：

• PFADD 记录数据（如：PFADD uv "用户A" "用户B"）
• PFCOUNT 统计总数（如：PFCOUNT uv）
• PFMERGE 合并统计（如合并两天的UV）

4. Bitmaps（位图）—— Redis 的“打卡神器”

用途：用二进制位记录状态，类似于特化的set，更节省空间，比较广泛实用（如签到、开关标记）。
通俗理解：

• 像一张表格，每天签到打钩（1）或没签（0），一年只需365比特（约46字节）。
• 适合高频小数据（如用户是否在线、活动是否参与）。

核心命令：

• SETBIT 设置位（如：SETBIT sign:user1 0 1 表示第1天签到）
• GETBIT 读取位（如：GETBIT sign:user1 0）
• BITCOUNT 统计1的数量（如计算本月签到次数）

5. Bitfields（位域）—— Redis 的“二进制乐高”

用途：把数字拆分成多个自定义小段，其实就是对一个结构体给这里面的变量分为不同位段大小，然后对它们进行操作存储而已。（如存储RGB颜色、协议头）。
通俗理解：

• 像把一个整数切成几块，比如用32位存储：前8位存年龄，中间8位存性别，后16位存ID。
• 节省内存，避免频繁读写大整数。

核心命令：

• BITFIELD 操作位段（如：BITFIELD user SET u8 0 25 表示前8位存年龄25）
• 典型场景：
  • 游戏角色属性压缩存储
  • 物联网设备状态编码

对比总结

类型	类比现实场景	优势	适用场景
Stream	微信群聊/订单流水	支持多消费者、持久化	消息队列、事件日志
Geospatial	地图APP	快速计算距离和范围	附近搜索、物流路径
HyperLogLog	广场人数统计	超省内存、海量去重	UV统计、大数据分析
Bitmaps	每日签到表	极致节省空间	布尔标记、高频小数据
Bitfields	乐高积木拼装	灵活操作二进制位	紧凑存储多字段数据

二.SCAN命令

1. 核心作用

SCAN 是 Redis 提供的渐进式遍历键空间的命令，用来替代阻塞式的 keys *（keys * 会一次性拉取所有匹配键，在大数据量时极易引发服务阻塞）。它通过“游标 + 分批返回”的方式，让你在遍历过程中既能控制内存/性能开销，又能完整遍历所有键。

2. 基本语法

SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

• cursor：游标标识（类似“迭代指针”），初始传 0 启动遍历；每次执行 SCAN 后会返回新的游标，直到返回游标为 0 时，代表遍历结束，注意这里不是普通下标，可以当字符串理解，客户端无需知道，服务端对应有记录。
• MATCH pattern（可选）：键名的匹配模式（类似 keys 的通配符），比如 MATCH user:* 只匹配以 user: 开头的键。
• COUNT count（可选）：建议每次返回的键数量（Redis 实际返回数可能不同，仅作参考）。

使用如下：

4. 对比其他遍历/匹配命令

• vs keys* ：keys * 是“一次性全量返回”，大数据量时会卡死 Redis；SCAN 是“渐进式分批返回”，对服务影响极小。
• vs hscan/sscan/zscan：SCAN 遍历的是数据库级别的所有键；而 hscan（遍历 Hash 类型字段）、sscan（遍历 Set 成员）、zscan（遍历 Sorted Set 成员） 则是针对“单个 Key 内部的成员”做渐进式遍历，语法逻辑和 SCAN 几乎一致，只是作用对象不同。

5. 使用注意事项

• 游标管理：必须用上一次返回的游标继续调用，否则迭代会中断/重复。
• 非强一致性：SCAN 过程中如果有键被增删改，可能返回重复键或漏掉某些键——它只保证“最终能遍历完所有键”，不保证“遍历过程中严格不重复/不遗漏”。
• COUNT 参数：COUNT 只是“建议值”，Redis 会根据内部数据结构动态调整实际返回数量。如果想更快遍历，可适当调大 COUNT；如果想减少单次网络开销，可适当调小。

总之，SCAN 是 Redis 高并发场景下安全遍历键空间的首选方案，理解“游标迭代 + 分批返回”的逻辑，就能用它替代 keys * 来做各类键查询、统计等操作。

三.数据库管理

Redis 面向数据库的操作命令

Redis 提供了 dbsize、select、flushdb、flushall 等面向 Redis 数据库的操作命令。

切换数据库（select 命令）

1. 语法：select dbIndex
2. Redis 数据库特点：
   • 多数关系型数据库（如 MySQL）靠字符串区分不同数据库名，Redis 则以数字标识多个数据库。
   • Redis 默认配置有 16 个数据库，select 0 切换到第一个，select 15 切换到最后一个。
   • 0 号和 15 号数据库数据完全不冲突（各自有独立键值对），默认处于 0 号数据库。

如：

Redis 多数据库特性的建议

Redis 虽支持多数据库，但随版本升级不建议优先使用该特性。若需完全隔离键值对，更推荐维护多个 Redis 实例而非单实例多数据库，原因如下：

1. Redis 未给多数据库提供太多专属特性。
2. 不管有多少数据库，Redis 用单线程模型，不同“数据库”间命令仍需排队执行。
3. 多数据库会增加开发、调试、运维复杂度。实际场景中优先用 0 号数据库是更优选择。

清除数据库（flushdb / flushall 命令）

1. 作用：用于清除数据库数据。
2. 区别：
   • flushdb：仅清除当前所在数据库的数据。
   • flushall：清除所有数据库的数据。
3. 风险提示：永远不要在线上环境执行清除数据操作，否则可能造成严重数据丢失（类似“删库跑路”风险）。

四.认识Redis的RESP（REdis Serialization Protocol）

1. Redis 通信协议（RESP）

Redis 使用 RESP（REdis Serialization Protocol） 协议进行客户端与服务端的通信，特点如下：

• 基于 TCP/IP：Redis 服务器默认监听 6379 端口，客户端通过 TCP 连接交互。
• 文本协议：简单、易读、易实现（相比二进制协议如 Protobuf）。
• 数据类型标识：
  • +：简单字符串（如 +OK\r\n）
  • -：错误信息（如 -ERR invalid command\r\n）
  • :：整数（如 :100\r\n）
  • $：批量字符串（如 $5\r\nhello\r\n）
  • *：数组（如 *2\r\n$3\r\nGET\r\n$5\r\nkey1\r\n）

举个例子（客户端发送 GET key1）：

*2\r\n      # 数组，2个元素
$3\r\n      # 第一个元素是3字节的字符串
GET\r\n     # 命令"GET"
$5\r\n      # 第二个元素是5字节的字符串
key1\r\n    # 键名"key1"

2. Redis 访问原理

客户端与服务端交互流程

1. 建立连接：客户端通过 TCP 连接到 Redis 服务器的 6379 端口。
2. 发送命令：客户端将命令按 RESP 协议编码后发送（如 *2\r\n$3\r\nGET\r\n$5\r\nkey1\r\n）。
3. 执行命令：服务端解析命令并执行（如读取 key1 的值）。
4. 返回结果：服务端按 RESP 格式返回数据（如 $5\r\nhello\r\n）。
5. 关闭连接（非必须）：短连接场景下关闭，长连接可复用。

为什么能自定义客户端？

• 开放协议：RESP 协议公开且简单，任何语言只要实现 TCP 通信和 RESP 编解码即可操作 Redis。
• 多语言支持：Redis 官方和社区提供了 50+ 语言的客户端库（如 Java 的 Jedis、C++ 的 hiredis）。

与通用客户端的区别

• 通用客户端（如命令行工具 redis-cli）：功能固定，适合手动操作。
• 定制化客户端：通过编程调用 Redis API，实现业务逻辑（如自动重试、连接池、数据序列化）。

五.本篇小结

通过本篇你将了解了 Redis 五大补充类型（Stream、Geospatial 等）、SCAN 命令、数据库管理、RESP 协议及访问 GitHub 方法。知晓各类型用途与命令，学会安全遍历键，明白数据库操作风险，理解 RESP 原理，还掌握了访问 GitHub 的途径。