第十五章：Redis · Python Djiango文檔

# 第十五章：Redis # redis教程： ## 概述 `redis`是一種`nosql`數據庫,他的數據是保存在內存中，同時`redis`可以定時把內存數據同步到磁盤，即可以將數據持久化，并且他比`memcached`支持更多的數據結構(`string`,`list列表[隊列和棧]`,`set[集合]`,`sorted set[有序集合]`,`hash(hash表)`)。相關參考文檔：<http://redisdoc.com/index.html> ## redis使用場景： 1. 登錄會話存儲：存儲在`redis`中，與`memcached`相比，數據不會丟失。 2. 排行版/計數器：比如一些秀場類的項目，經常會有一些前多少名的主播排名。還有一些文章閱讀量的技術，或者新浪微博的點贊數等。 3. 作為消息隊列：比如`celery`就是使用`redis`作為中間人。 4. 當前在線人數：還是之前的秀場例子，會顯示當前系統有多少在線人數。 5. 一些常用的數據緩存：比如我們的`BBS`論壇，板塊不會經常變化的，但是每次訪問首頁都要從`mysql`中獲取，可以在`redis`中緩存起來，不用每次請求數據庫。 6. 把前200篇文章緩存或者評論緩存：一般用戶瀏覽網站，只會瀏覽前面一部分文章或者評論，那么可以把前面200篇文章和對應的評論緩存起來。用戶訪問超過的，就訪問數據庫，并且以后文章超過200篇，則把之前的文章刪除。 7. 好友關系：微博的好友關系使用`redis`實現。 8. 發布和訂閱功能：可以用來做聊天軟件。 ## `redis`和`memcached`的比較： memcachedredis類型純內存數據庫內存磁盤同步數據庫數據類型在定義value時就要固定數據類型不需要虛擬內存不支持支持過期策略支持支持存儲數據安全不支持可以將數據同步到dump.db中災難恢復不支持可以將磁盤中的數據恢復到內存中分布式支持主從同步訂閱與發布不支持支持## `redis`在`ubuntu`系統中的安裝與啟動 1. 安裝：``` <pre class="calibre12">``` sudo apt-get install redis-server ``` ``` 2. 卸載：``` <pre class="calibre12">``` sudo apt-get purge --auto-remove redis-server ``` ``` 3. 啟動：`redis`安裝后，默認會自動啟動，可以通過以下命令查看： ``` <pre class="calibre12">``` ps aux|grep redis ``` ``` 如果想自己手動啟動，可以通過以下命令進行啟動： ``` <pre class="calibre12">``` sudo service redis-server start ``` ``` 4. 停止： ``` <pre class="calibre12">``` sudo service redis-server stop ``` ``` ## 對`redis`的操作對`redis`的操作可以用兩種方式，第一種方式采用`redis-cli`，第二種方式采用編程語言，比如`Python`、`PHP`和`JAVA`等。 1. 使用`redis-cli`對`redis`進行字符串操作： 2. 啟動`redis`： ``` <pre class="calibre12">``` sudo service redis-server start ``` ``` 3. 連接上`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 ``` ``` 將字符串值`value`關聯到`key`。如果`key`已經持有其他值，`set`命令就覆寫舊值，無視其類型。并且默認的過期時間是永久，即永遠不會過期。 5. 刪除： ``` <pre class="calibre12">``` del key 如： del username ``` ``` 6. 設置過期時間： ``` <pre class="calibre12">``` expire key timeout(單位為秒) ``` ``` 也可以在設置值的時候，一同指定過期時間： ``` <pre class="calibre12">``` set key value EX timeout 或： setex key timeout value ``` ``` 7. 查看過期時間： ``` <pre class="calibre12">``` ttl key 如： ttl username ``` ``` 8. 查看當前`redis`中的所有`key`： ``` <pre class="calibre12">``` keys * ``` ``` 9. 列表操作： - 在列表左邊添加元素： ``` <pre class="calibre12">``` lpush key value ``` ``` 將值`value`插入到列表`key`的表頭。如果`key`不存在，一個空列表會被創建并執行`lpush`操作。當`key`存在但不是列表類型時，將返回一個錯誤。 - 在列表右邊添加元素： ``` <pre class="calibre12">``` rpush key value ``` ``` 將值value插入到列表key的表尾。如果key不存在，一個空列表會被創建并執行RPUSH操作。當key存在但不是列表類型時，返回一個錯誤。 - 查看列表中的元素： ``` <pre class="calibre12">``` lrange key start stop ``` ``` 返回列表`key`中指定區間內的元素，區間以偏移量`start`和`stop`指定,如果要左邊的第一個到最后的一個`lrange key 0 -1`。 - 移除列表中的元素： - 移除并返回列表`key`的頭元素：``` <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`的中間元素： ``` <pre class="calibre12">``` lrem key count value ``` ``` 將刪除`key`這個列表中，`count`個值為`value`的元素。 - 指定返回第幾個元素： ``` <pre class="calibre12">``` lindex key index ``` ``` 將返回`key`這個列表中，索引為`index`的這個元素。 - 獲取列表中的元素個數： ``` <pre class="calibre12">``` llen key 如： llen languages ``` ``` - 刪除指定的元素： ``` <pre class="calibre12">``` lrem key count value 如： lrem languages 0 php ``` ``` 根據參數 count 的值，移除列表中與參數 value 相等的元素。`count`的值可以是以下幾種： - count > 0：從表頭開始向表尾搜索，移除與`value`相等的元素，數量為`count`。 - count < 0：從表尾開始向表頭搜索，移除與 `value`相等的元素，數量為`count`的絕對值。 - count = 0：移除表中所有與`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 ``` ``` - 查看集合中的元素個數：``` <pre class="calibre12">``` scard set 如： scard team1 ``` ``` - 獲取多個集合的交集：``` <pre class="calibre12">``` sinter set1 set2 如： sinter team1 team2 ``` ``` - 獲取多個集合的并集：``` <pre class="calibre12">``` sunion set1 set2 如： sunion team1 team2 ``` ``` - 獲取多個集合的差集：``` <pre class="calibre12">``` sdiff set1 set2 如： sdiff team1 team2 ``` ``` 11. `hash`哈希操作： - 添加一個新值： ``` <pre class="calibre12">``` hset key field value 如： hset website baidu baidu.com ``` ``` 將哈希表`key`中的域`field`的值設為`value`。如果`key`不存在，一個新的哈希表被創建并進行 `HSET`操作。如果域 `field`已經存在于哈希表中，舊值將被覆蓋。 - 獲取哈希中的`field`對應的值： ``` <pre class="calibre12">``` hget key field 如： hget website baidu ``` ``` - 刪除`field`中的某個`field`： ``` <pre class="calibre12">``` hdel key field 如： hdel website baidu ``` ``` - 獲取某個哈希中所有的`field`和`value`： ``` <pre class="calibre12">``` hgetall key 如： hgetall website ``` ``` - 獲取某個哈希中所有的`field`： ``` <pre class="calibre12">``` hkeys key 如： hkeys website ``` ``` - 獲取某個哈希中所有的值： ``` <pre class="calibre12">``` hvals key 如： hvals website ``` ``` - 判斷哈希中是否存在某個`field`： ``` <pre class="calibre12">``` hexists key field 如： hexists website baidu ``` ``` - 獲取哈希中總共的鍵值對： ``` <pre class="calibre12">``` hlen field 如： hlen website ``` ``` 12. 事務操作：Redis事務可以一次執行多個命令，事務具有以下特征： - 隔離操作：事務中的所有命令都會序列化、按順序地執行，不會被其他命令打擾。 - 原子操作：事務中的命令要么全部被執行，要么全部都不執行。 - 開啟一個事務： ``` <pre class="calibre12">``` multi ``` ``` 以后執行的所有命令，都在這個事務中執行的。 - 執行事務： ``` <pre class="calibre12">``` exec ``` ``` 會將在`multi`和`exec`中的操作一并提交。 - 取消事務： ``` <pre class="calibre12">``` discard ``` ``` 會將`multi`后的所有命令取消。 - 監視一個或者多個`key`： ``` <pre class="calibre12">``` watch key... ``` ``` 監視一個(或多個)key，如果在事務執行之前這個(或這些) key被其他命令所改動，那么事務將被打斷。 - 取消所有`key`的監視： ``` <pre class="calibre12">``` unwatch ``` ``` 13. 發布/訂閱操作： - 給某個頻道發布消息：``` <pre class="calibre12">``` publish channel message ``` ``` - 訂閱某個頻道的消息：``` <pre class="calibre12">``` subscribe channel ``` ``` 14. 持久化：`redis`提供了兩種數據備份方式，一種是`RDB`，另外一種是`AOF`，以下將詳細介紹這兩種備份策略： | | RDB | AOF | | --- | --- | --- | | 開啟關閉 | 開啟：默認開啟。關閉：把配置文件中所有的save都注釋，就是關閉了。 | 開啟：在配置文件中`appendonly yes`即開啟了`aof`，為`no`關閉。 | | 同步機制 | 可以指定某個時間內發生多少個命令進行同步。比如1分鐘內發生了2次命令，就做一次同步。 | 每秒同步或者每次發生命令后同步 | | 存儲內容 | 存儲的是redis里面的具體的值 | 存儲的是執行的更新數據的操作命令 | | 存儲文件的路徑 | 根據dir以及dbfilename來指定路徑和具體的文件名 | 根據dir以及appendfilename來指定具體的路徑和文件名 | | 優點 | （1）存儲數據到文件中會進行壓縮，文件體積比aof小。（2）因為存儲的是redis具體的值，并且會經過壓縮，因此在恢復的時候速度比AOF快。（3）非常適用于備份。 | （1）AOF的策略是每秒鐘或者每次發生寫操作的時候都會同步，因此即使服務器故障，最多只會丟失1秒的數據。（2）AOF存儲的是Redis命令，并且是直接追加到aof文件后面，因此每次備份的時候只要添加新的數據進去就可以了。（3）如果AOF文件比較大了，那么Redis會進行重寫，只保留最小的命令集合。 | | 缺點 | （1）RDB在多少時間內發生了多少寫操作的時候就會出發同步機制，因為采用壓縮機制，RDB在同步的時候都重新保存整個Redis中的數據，因此你一般會設置在最少5分鐘才保存一次數據。在這種情況下，一旦服務器故障，會造成5分鐘的數據丟失。（2）在數據保存進RDB的時候，Redis會fork出一個子進程用來同步，在數據量比較大的時候，可能會非常耗時。 | （1）AOF文件因為沒有壓縮，因此體積比RDB大。（2）AOF是在每秒或者每次寫操作都進行備份，因此如果并發量比較大，效率可能有點慢。（3）AOF文件因為存儲的是命令，因此在災難恢復的時候Redis會重新運行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，設置`requirepass password`，那么客戶端連接的時候，需要使用密碼： ``` <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. 安裝`python-redis`： ``` <pre class="calibre12">``` pip install redis ``` ``` 2. 新建一個文件比如`redis_test.py`，然后初始化一個`redis`實例變量，并且在`ubuntu`虛擬機中開啟`redis`。比如虛擬機的`ip`地址為`192.168.174.130`。示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` # 從redis包中導入Redis類 from redis import Redis # 初始化redis實例變量 xtredis = Redis(host='192.168.174.130',port=6379) ``` ``` 3. 對字符串的操作：操作`redis`的方法名稱，跟之前使用`redis-cli`一樣，現就一些常用的來做個簡單介紹，示例代碼如下(承接以上的代碼)： ``` <pre class="calibre12">``` # 添加一個值進去，并且設置過期時間為60秒，如果不設置，則永遠不會過期 xtredis.set('username','xiaotuo',ex=60) # 獲取一個值 xtredis.get('username') # 刪除一個值 xtredis.delete('username') # 給某個值自增1 xtredis.set('read_count',1) xtredis.incr('read_count') # 這時候read_count變為2 # 給某個值減少1 xtredis.decr('read_count') # 這時候read_count變為1 ``` ``` 4. 對列表的操作：同字符串操作，所有方法的名稱跟使用`redis-cli`操作是一樣的： ``` <pre class="calibre12">``` # 給languages這個列表往左邊添加一個python xtredis.lpush('languages','python') # 給languages這個列表往左邊添加一個php xtredis.lpush('languages','php') # 給languages這個列表往左邊添加一個javascript xtredis.lpush('languages','javascript') # 獲取languages這個列表中的所有值 print xtredis.lrange('languages',0,-1) > ['javascript','php','python'] ``` ``` 5. 對集合的操作： ``` <pre class="calibre12">``` # 給集合team添加一個元素xiaotuo xtredis.sadd('team','xiaotuo') # 給集合team添加一個元素datuo xtredis.sadd('team','datuo') # 給集合team添加一個元素slice xtredis.sadd('team','slice') # 獲取集合中的所有元素 xtredis.smembers('team') > ['datuo','xiaotuo','slice'] # 無序的 ``` ``` 6. 對哈希(`hash`)的操作： ``` <pre class="calibre12">``` # 給website這個哈希中添加baidu xtredis.hset('website','baidu','baidu.com') # 給website這個哈希中添加google xtredis.hset('website','google','google.com') # 獲取website這個哈希中的所有值 print xtredis.hgetall('website') > {"baidu":"baidu.com","google":"google.com"} ``` ``` 7. 事務(管道)操作：`redis`支持事務操作，也即一些操作只有統一完成，才能算完成。否則都執行失敗，用`python`操作`redis`也是非常簡單，示例代碼如下： ``` <pre class="calibre12">``` # 定義一個管道實例 pip = xtredis.pipeline() # 做第一步操作，給BankA自增長1 pip.incr('BankA') # 做第二步操作，給BankB自減少1 pip.desc('BankB') # 執行事務 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，可以參考`python-redis`的源代碼（查看源代碼`pycharm`快捷鍵提示：把鼠標光標放在`import Redis`的`Redis`上，然后按`ctrl+b`即可進入）。