第十五章：Redis · Python Djiango文档

# 第十五章：Redis # redis教程： ## 概述 `redis`是一种`nosql`数据库,他的数据是保存在内存中，同时`redis`可以定时把内存数据同步到磁盘，即可以将数据持久化，并且他比`memcached`支持更多的数据结构(`string`,`list列表[队列和栈]`,`set[集合]`,`sorted set[有序集合]`,`hash(hash表)`)。相关参考文档：<http://redisdoc.com/index.html> ## redis使用场景： 1. 登录会话存储：存储在`redis`中，与`memcached`相比，数据不会丢失。 2. 排行版/计数器：比如一些秀场类的项目，经常会有一些前多少名的主播排名。还有一些文章阅读量的技术，或者新浪微博的点赞数等。 3. 作为消息队列：比如`celery`就是使用`redis`作为中间人。 4. 当前在线人数：还是之前的秀场例子，会显示当前系统有多少在线人数。 5. 一些常用的数据缓存：比如我们的`BBS`论坛，板块不会经常变化的，但是每次访问首页都要从`mysql`中获取，可以在`redis`中缓存起来，不用每次请求数据库。 6. 把前200篇文章缓存或者评论缓存：一般用户浏览网站，只会浏览前面一部分文章或者评论，那么可以把前面200篇文章和对应的评论缓存起来。用户访问超过的，就访问数据库，并且以后文章超过200篇，则把之前的文章删除。 7. 好友关系：微博的好友关系使用`redis`实现。 8. 发布和订阅功能：可以用来做聊天软件。 ## `redis`和`memcached`的比较： memcachedredis类型纯内存数据库内存磁盘同步数据库数据类型在定义value时就要固定数据类型不需要虚拟内存不支持支持过期策略支持支持存储数据安全不支持可以将数据同步到dump.db中灾难恢复不支持可以将磁盘中的数据恢复到内存中分布式支持主从同步订阅与发布不支持支持## `redis`在`ubuntu`系统中的安装与启动 1. 安装：``` <pre class="calibre12">``` sudo apt-get install redis-server ``` ``` 2. 卸载：``` <pre class="calibre12">``` sudo apt-get purge --auto-remove redis-server ``` ``` 3. 启动：`redis`安装后，默认会自动启动，可以通过以下命令查看： ``` <pre class="calibre12">``` ps aux|grep redis ``` ``` 如果想自己手动启动，可以通过以下命令进行启动： ``` <pre class="calibre12">``` sudo service redis-server start ``` ``` 4. 停止： ``` <pre class="calibre12">``` sudo service redis-server stop ``` ``` ## 对`redis`的操作对`redis`的操作可以用两种方式，第一种方式采用`redis-cli`，第二种方式采用编程语言，比如`Python`、`PHP`和`JAVA`等。 1. 使用`redis-cli`对`redis`进行字符串操作： 2. 启动`redis`： ``` <pre class="calibre12">``` sudo service redis-server start ``` ``` 3. 连接上`redis-server`：``` <pre class="calibre12">``` redis-cli -h [ip] -p [端口] ``` ``` 4. 添加： ``` <pre class="calibre12">``` set key value 如： set username xiaotuo ``` ``` 将字符串值`value`关联到`key`。如果`key`已经持有其他值，`set`命令就覆写旧值，无视其类型。并且默认的过期时间是永久，即永远不会过期。 5. 删除： ``` <pre class="calibre12">``` del key 如： del username ``` ``` 6. 设置过期时间： ``` <pre class="calibre12">``` expire key timeout(单位为秒) ``` ``` 也可以在设置值的时候，一同指定过期时间： ``` <pre class="calibre12">``` set key value EX timeout 或： setex key timeout value ``` ``` 7. 查看过期时间： ``` <pre class="calibre12">``` ttl key 如： ttl username ``` ``` 8. 查看当前`redis`中的所有`key`： ``` <pre class="calibre12">``` keys * ``` ``` 9. 列表操作： - 在列表左边添加元素： ``` <pre class="calibre12">``` lpush key value ``` ``` 将值`value`插入到列表`key`的表头。如果`key`不存在，一个空列表会被创建并执行`lpush`操作。当`key`存在但不是列表类型时，将返回一个错误。 - 在列表右边添加元素： ``` <pre class="calibre12">``` rpush key value ``` ``` 将值value插入到列表key的表尾。如果key不存在，一个空列表会被创建并执行RPUSH操作。当key存在但不是列表类型时，返回一个错误。 - 查看列表中的元素： ``` <pre class="calibre12">``` lrange key start stop ``` ``` 返回列表`key`中指定区间内的元素，区间以偏移量`start`和`stop`指定,如果要左边的第一个到最后的一个`lrange key 0 -1`。 - 移除列表中的元素： - 移除并返回列表`key`的头元素：``` <pre class="calibre12">``` lpop key ``` ``` - 移除并返回列表的尾元素：``` <pre class="calibre12">``` rpop key ``` ``` - 移除并返回列表`key`的中间元素： ``` <pre class="calibre12">``` lrem key count value ``` ``` 将删除`key`这个列表中，`count`个值为`value`的元素。 - 指定返回第几个元素： ``` <pre class="calibre12">``` lindex key index ``` ``` 将返回`key`这个列表中，索引为`index`的这个元素。 - 获取列表中的元素个数： ``` <pre class="calibre12">``` llen key 如： llen languages ``` ``` - 删除指定的元素： ``` <pre class="calibre12">``` lrem key count value 如： lrem languages 0 php ``` ``` 根据参数 count 的值，移除列表中与参数 value 相等的元素。`count`的值可以是以下几种： - count > 0：从表头开始向表尾搜索，移除与`value`相等的元素，数量为`count`。 - count < 0：从表尾开始向表头搜索，移除与 `value`相等的元素，数量为`count`的绝对值。 - count = 0：移除表中所有与`value` 相等的值。 10. `set`集合的操作： - 添加元素：``` <pre class="calibre12">``` sadd set value1 value2.... 如： sadd team xiaotuo datuo ``` ``` - 查看元素：``` <pre class="calibre12">``` smembeers set 如： smembers team ``` ``` - 移除元素：``` <pre class="calibre12">``` srem set member... 如： srem team xiaotuo datuo ``` ``` - 查看集合中的元素个数：``` <pre class="calibre12">``` scard set 如： scard team1 ``` ``` - 获取多个集合的交集：``` <pre class="calibre12">``` sinter set1 set2 如： sinter team1 team2 ``` ``` - 获取多个集合的并集：``` <pre class="calibre12">``` sunion set1 set2 如： sunion team1 team2 ``` ``` - 获取多个集合的差集：``` <pre class="calibre12">``` sdiff set1 set2 如： sdiff team1 team2 ``` ``` 11. `hash`哈希操作： - 添加一个新值： ``` <pre class="calibre12">``` hset key field value 如： hset website baidu baidu.com ``` ``` 将哈希表`key`中的域`field`的值设为`value`。如果`key`不存在，一个新的哈希表被创建并进行 `HSET`操作。如果域 `field`已经存在于哈希表中，旧值将被覆盖。 - 获取哈希中的`field`对应的值： ``` <pre class="calibre12">``` hget key field 如： hget website baidu ``` ``` - 删除`field`中的某个`field`： ``` <pre class="calibre12">``` hdel key field 如： hdel website baidu ``` ``` - 获取某个哈希中所有的`field`和`value`： ``` <pre class="calibre12">``` hgetall key 如： hgetall website ``` ``` - 获取某个哈希中所有的`field`： ``` <pre class="calibre12">``` hkeys key 如： hkeys website ``` ``` - 获取某个哈希中所有的值： ``` <pre class="calibre12">``` hvals key 如： hvals website ``` ``` - 判断哈希中是否存在某个`field`： ``` <pre class="calibre12">``` hexists key field 如： hexists website baidu ``` ``` - 获取哈希中总共的键值对： ``` <pre class="calibre12">``` hlen field 如： hlen website ``` ``` 12. 事务操作：Redis事务可以一次执行多个命令，事务具有以下特征： - 隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行，不会被其他命令打扰。 - 原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。 - 开启一个事务： ``` <pre class="calibre12">``` multi ``` ``` 以后执行的所有命令，都在这个事务中执行的。 - 执行事务： ``` <pre class="calibre12">``` exec ``` ``` 会将在`multi`和`exec`中的操作一并提交。 - 取消事务： ``` <pre class="calibre12">``` discard ``` ``` 会将`multi`后的所有命令取消。 - 监视一个或者多个`key`： ``` <pre class="calibre12">``` watch key... ``` ``` 监视一个(或多个)key，如果在事务执行之前这个(或这些) key被其他命令所改动，那么事务将被打断。 - 取消所有`key`的监视： ``` <pre class="calibre12">``` unwatch ``` ``` 13. 发布/订阅操作： - 给某个频道发布消息：``` <pre class="calibre12">``` publish channel message ``` ``` - 订阅某个频道的消息：``` <pre class="calibre12">``` subscribe channel ``` ``` 14. 持久化：`redis`提供了两种数据备份方式，一种是`RDB`，另外一种是`AOF`，以下将详细介绍这两种备份策略： | | RDB | AOF | | --- | --- | --- | | 开启关闭 | 开启：默认开启。关闭：把配置文件中所有的save都注释，就是关闭了。 | 开启：在配置文件中`appendonly yes`即开启了`aof`，为`no`关闭。 | | 同步机制 | 可以指定某个时间内发生多少个命令进行同步。比如1分钟内发生了2次命令，就做一次同步。 | 每秒同步或者每次发生命令后同步 | | 存储内容 | 存储的是redis里面的具体的值 | 存储的是执行的更新数据的操作命令 | | 存储文件的路径 | 根据dir以及dbfilename来指定路径和具体的文件名 | 根据dir以及appendfilename来指定具体的路径和文件名 | | 优点 | （1）存储数据到文件中会进行压缩，文件体积比aof小。（2）因为存储的是redis具体的值，并且会经过压缩，因此在恢复的时候速度比AOF快。（3）非常适用于备份。 | （1）AOF的策略是每秒钟或者每次发生写操作的时候都会同步，因此即使服务器故障，最多只会丢失1秒的数据。（2）AOF存储的是Redis命令，并且是直接追加到aof文件后面，因此每次备份的时候只要添加新的数据进去就可以了。（3）如果AOF文件比较大了，那么Redis会进行重写，只保留最小的命令集合。 | | 缺点 | （1）RDB在多少时间内发生了多少写操作的时候就会出发同步机制，因为采用压缩机制，RDB在同步的时候都重新保存整个Redis中的数据，因此你一般会设置在最少5分钟才保存一次数据。在这种情况下，一旦服务器故障，会造成5分钟的数据丢失。（2）在数据保存进RDB的时候，Redis会fork出一个子进程用来同步，在数据量比较大的时候，可能会非常耗时。 | （1）AOF文件因为没有压缩，因此体积比RDB大。（2）AOF是在每秒或者每次写操作都进行备份，因此如果并发量比较大，效率可能有点慢。（3）AOF文件因为存储的是命令，因此在灾难恢复的时候Redis会重新运行AOF中的命令，速度不及RDB。 | | 更多 | <http://redisdoc.com/topic/persistence.html#redis> | | 15. 安全：在配置文件中，设置`requirepass password`，那么客户端连接的时候，需要使用密码： ``` <pre class="calibre12">``` > redis-cli -p 127.0.0.1 -p 6379 redis> set username xxx (error) NOAUTH Authentication required. redis> auth password redis> set username xxx OK ``` ``` ### Python操作redis 1. 安装`python-redis`： ``` <pre class="calibre12">``` pip install redis ``` ``` 2. 新建一个文件比如`redis_test.py`，然后初始化一个`redis`实例变量，并且在`ubuntu`虚拟机中开启`redis`。比如虚拟机的`ip`地址为`192.168.174.130`。示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` # 从redis包中导入Redis类 from redis import Redis # 初始化redis实例变量 xtredis = Redis(host='192.168.174.130',port=6379) ``` ``` 3. 对字符串的操作：操作`redis`的方法名称，跟之前使用`redis-cli`一样，现就一些常用的来做个简单介绍，示例代码如下(承接以上的代码)： ``` <pre class="calibre12">``` # 添加一个值进去，并且设置过期时间为60秒，如果不设置，则永远不会过期 xtredis.set('username','xiaotuo',ex=60) # 获取一个值 xtredis.get('username') # 删除一个值 xtredis.delete('username') # 给某个值自增1 xtredis.set('read_count',1) xtredis.incr('read_count') # 这时候read_count变为2 # 给某个值减少1 xtredis.decr('read_count') # 这时候read_count变为1 ``` ``` 4. 对列表的操作：同字符串操作，所有方法的名称跟使用`redis-cli`操作是一样的： ``` <pre class="calibre12">``` # 给languages这个列表往左边添加一个python xtredis.lpush('languages','python') # 给languages这个列表往左边添加一个php xtredis.lpush('languages','php') # 给languages这个列表往左边添加一个javascript xtredis.lpush('languages','javascript') # 获取languages这个列表中的所有值 print xtredis.lrange('languages',0,-1) > ['javascript','php','python'] ``` ``` 5. 对集合的操作： ``` <pre class="calibre12">``` # 给集合team添加一个元素xiaotuo xtredis.sadd('team','xiaotuo') # 给集合team添加一个元素datuo xtredis.sadd('team','datuo') # 给集合team添加一个元素slice xtredis.sadd('team','slice') # 获取集合中的所有元素 xtredis.smembers('team') > ['datuo','xiaotuo','slice'] # 无序的 ``` ``` 6. 对哈希(`hash`)的操作： ``` <pre class="calibre12">``` # 给website这个哈希中添加baidu xtredis.hset('website','baidu','baidu.com') # 给website这个哈希中添加google xtredis.hset('website','google','google.com') # 获取website这个哈希中的所有值 print xtredis.hgetall('website') > {"baidu":"baidu.com","google":"google.com"} ``` ``` 7. 事务(管道)操作：`redis`支持事务操作，也即一些操作只有统一完成，才能算完成。否则都执行失败，用`python`操作`redis`也是非常简单，示例代码如下： ``` <pre class="calibre12">``` # 定义一个管道实例 pip = xtredis.pipeline() # 做第一步操作，给BankA自增长1 pip.incr('BankA') # 做第二步操作，给BankB自减少1 pip.desc('BankB') # 执行事务 pip.execute() ``` ``` 以上便展示了`python-redis`的一些常用方法，如果想深入了解其他的方法，可以参考`python-redis`的源代码（查看源代码`pycharm`快捷键提示：把鼠标光标放在`import Redis`的`Redis`上，然后按`ctrl+b`即可进入）。