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这期内容当中丸趣 TV 小编将会给大家带来有关 Redis 中 scan 命令的作用是什么，文章内容丰富且以专业的角度为大家分析和叙述，阅读完这篇文章希望大家可以有所收获。
SCAN 命令
SCAN 命令的有 SCAN,SSCAN,HSCAN,ZSCAN。
SCAN 的话就是遍历所有的 keys
其他的 SCAN 命令的话是 SCAN 选中的集合。
SCAN 命令是增量的循环，每次调用只会返回一小部分的元素。所以不会有 KEYS 命令的坑。
SCAN 命令返回的是一个游标，从 0 开始遍历，到 0 结束遍历。
今天我们主要从底层的结构和源码的角度来讨论 scan 是如何工作的。
Redis 的结构
Redis 使用了 Hash 表作为底层实现，原因不外乎高效且实现简单。说到 Hash 表，很多 Java 程序员第一反应就是 HashMap。没错，Redis 底层 key 的存储结构就是类似于 HashMap 那样数组 + 链表的结构。其中第一维的数组大小为 2n(n =0)。每次扩容数组长度扩大一倍。
scan 命令就是对这个一维数组进行遍历。每次返回的游标值也都是这个数组的索引。limit 参数表示遍历多少个数组的元素，将这些元素下挂接的符合条件的结果都返回。因为每个元素下挂接的链表大小不同，所以每次返回的结果数量也就不同。
SCAN 的遍历顺序
关于 scan 命令的遍历顺序，我们可以用一个小栗子来具体看一下。
127.0.0.1:6379 keys *
1) db_number
2) key1
3) myKey
127.0.0.1:6379 scan 0 MATCH * COUNT 1
1) 2
2) 1) db_number
127.0.0.1:6379 scan 2 MATCH * COUNT 1
1) 1
2) 1) myKey
127.0.0.1:6379 scan 1 MATCH * COUNT 1
1) 3
2) 1) key1
127.0.0.1:6379 scan 3 MATCH * COUNT 1
1) 0
2) (empty list or set)我们的 Redis 中有 3 个 key，我们每次只遍历一个一维数组中的元素。如上所示，SCAN 命令的遍历顺序是
0- 2- 1- 3
这个顺序看起来有些奇怪。我们把它转换成二进制就好理解一些了。
00- 10- 01- 11
我们发现每次这个序列是高位加 1 的。普通二进制的加法，是从右往左相加、进位。而这个序列是从左往右相加、进位的。这一点我们在 redis 的源码中也得到印证。
在 dict.c 文件的 dictScan 函数中对游标进行了如下处理
v = rev(v);
v = rev(v);意思是，将游标倒置，加一后，再倒置，也就是我们所说的“高位加 1”的操作。
这里大家可能会有疑问了，为什么要使用这样的顺序进行遍历，而不是用正常的 0、1、2……这样的顺序呢，这是因为需要考虑遍历时发生字典扩容与缩容的情况（不得不佩服开发者考虑问题的全面性）。
我们来看一下在 SCAN 遍历过程中，发生扩容时，遍历会如何进行。加入我们原始的数组有 4 个元素，也就是索引有两位，这时需要把它扩充成 3 位，并进行 rehash。
原来挂接在 xx 下的所有元素被分配到 0xx 和 1xx 下。在上图中，当我们即将遍历 10 时，dict 进行了 rehash，这时，scan 命令会从 010 开始遍历，而 000 和 100（原 00 下挂接的元素）不会再被重复遍历。
再来看看缩容的情况。假设 dict 从 3 位缩容到 2 位，当即将遍历 110 时，dict 发生了缩容，这时 scan 会遍历 10。这时 010 下挂接的元素会被重复遍历，但 010 之前的元素都不会被重复遍历了。所以，缩容时还是可能会有些重复元素出现的。
Redis 的 rehash
rehash 是一个比较复杂的过程，为了不阻塞 Redis 的进程，它采用了一种渐进式的 rehash 的机制。
/* 字典 */
typedef struct dict {
// 类型特定函数
dictType *type;
// 私有数据
void *privdata;
// 哈希表
dictht ht[2];
// rehash 索引
// 当 rehash 不在进行时，值为 -1
int rehashidx; /* rehashing not in progress if rehashidx == -1 */
// 目前正在运行的安全迭代器的数量
int iterators; /* number of iterators currently running */
} dict;
在 Redis 的字典结构中，有两个 hash 表，一个新表，一个旧表。在 rehash 的过程中，redis 将旧表中的元素逐步迁移到新表中，接下来我们看一下 dict 的 rehash 操作的源码。
/* Performs N steps of incremental rehashing. Returns 1 if there are still
* keys to move from the old to the new hash table, otherwise 0 is returned.
*
* Note that a rehashing step consists in moving a bucket (that may have more
* than one key as we use chaining) from the old to the new hash table, however
* since part of the hash table may be composed of empty spaces, it is not
* guaranteed that this function will rehash even a single bucket, since it
* will visit at max N*10 empty buckets in total, otherwise the amount of
* work it does would be unbound and the function may block for a long time. */
int dictRehash(dict *d, int n) {
int empty_visits = n*10; /* Max number of empty buckets to visit. */
if (!dictIsRehashing(d)) return 0;
while(n-- d- ht[0].used != 0) {
dictEntry *de, *nextde;
/* Note that rehashidx can t overflow as we are sure there are more
* elements because ht[0].used != 0 */
assert(d- ht[0].size (unsigned long)d- rehashidx);
while(d- ht[0].table[d- rehashidx] == NULL) {
d- rehashidx++;
if (--empty_visits == 0) return 1;
}
de = d- ht[0].table[d- rehashidx];
/* Move all the keys in this bucket from the old to the new hash HT */
while(de) {
uint64_t h;
nextde = de- next;
/* Get the index in the new hash table */
h = dictHashKey(d, de- key) d- ht[1].sizemask;
de- next = d- ht[1].table[h];
d- ht[1].table[h] = de;
d- ht[0].used--;
d- ht[1].used++;
de = nextde;
}
d- ht[0].table[d- rehashidx] = NULL;
d- rehashidx++;
}
/* Check if we already rehashed the whole table... */
if (d- ht[0].used == 0) { zfree(d- ht[0].table);
d- ht[0] = d- ht[1];
_dictReset(d- ht[1]);
d- rehashidx = -1;
return 0;
}
/* More to rehash... */
return 1;
}通过注释我们就能了解到，rehash 的过程是以 bucket 为基本单位进行迁移的。所谓的 bucket 其实就是我们前面所提到的一维数组的元素。每次迁移一个列表。下面来解释一下这段代码。
首先判断一下是否在进行 rehash，如果是，则继续进行；否则直接返回。
接着就是分 n 步开始进行渐进式 rehash。同时还判断是否还有剩余元素，以保证安全性。
在进行 rehash 之前，首先判断要迁移的 bucket 是否越界。
然后跳过空的 bucket，这里有一个 empty_visits 变量，表示最大可访问的空 bucket 的数量，这一变量主要是为了保证不过多的阻塞 Redis。
接下来就是元素的迁移，将当前 bucket 的全部元素进行 rehash，并且更新两张表中元素的数量。
每次迁移完一个 bucket，需要将旧表中的 bucket 指向 NULL。
最后判断一下是否全部迁移完成，如果是，则收回空间，重置 rehash 索引，否则告诉调用方，仍有数据未迁移。
由于 Redis 使用的是渐进式 rehash 机制，因此，scan 命令在需要同时扫描新表和旧表，将结果返回客户端。
上述就是丸趣 TV 小编为大家分享的 Redis 中 scan 命令的作用是什么了，如果刚好有类似的疑惑，不妨参照上述分析进行理解。如果想知道更多相关知识，欢迎关注丸趣 TV 行业资讯频道。
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