Redis缓存数据库

介绍

redis是业界主流的key-value nosql 数据库之一。和Memcached类似，它支持存储的value类型相对更多，包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)、zset(sorted set --有序集合)和hash（哈希类型）。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作，而且这些操作都是原子性的。在此基础上，redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样，为了保证效率，数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件，并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。

Redis优点

• 异常快速 : Redis是非常快的，每秒可以执行大约110000设置操作，81000个/每秒的读取操作。

• 支持丰富的数据类型 : Redis支持最大多数开发人员已经知道如列表，集合，可排序集合，哈希等数据类型。

  这使得在应用中很容易解决的各种问题，因为我们知道哪些问题处理使用哪种数据类型更好解决。

• 操作都是原子的 : 所有 Redis 的操作都是原子，从而确保当两个客户同时访问 Redis 服务器得到的是更新后的值（最新值）。

• MultiUtility工具：Redis是一个多功能实用工具，可以在很多如：缓存，消息传递队列中使用（Redis原生支持发布/订阅），在应用程序中，如：Web应用程序会话，网站页面点击数等任何短暂的数据；

Redis安装

Linux下安装：

安装完后

$ wget http://download.redis.io/releases/redis-2.8.17.tar.gz
$ tar xzf redis-2.8.17.tar.gz
$ cd redis-2.8.17
$ make

安装完后将配置文件redis.conf拷贝到我们自己的文件夹下，myconf/redis.conf，目的是为了后台运行：

mkdir myconf
cp redis.conf myconf/redis.conf

然后修改配置文件中的daemonize为yes，这样当我们开启redis时指定我们刚刚拷贝的配置文件，就能在后台运行了：

daemonize yes

然后我们就可以启动redis了，指定配置文件：

cd src
$ ./redis-server ../myconf/redis.conf

如果需要外部连接redis的话就需要设置配置文件，或者直接启动的时候带参数 --protected-mode no来取消保护模式：

bind 0.0.0.0                  # 允许任何IP访问
protected-mode no        # 取消保护模式，或者设置密码访问
requirepass 123456     # 设置密码登录

启动后，就可以使用测试客户端程序redis-cli和redis服务交互了。如：

$ cd src
$ ./redis-cli
redis> set foo bar
OK
redis> get foo
"bar"

Ubuntu下安装

在 Ubuntu 系统安装 Redis 可以使用以下命令:
$sudo apt-get update
$sudo apt-get install redis-server

启动 Redis
$ redis-server

查看 redis 是否启动？
$ redis-cli

以上命令将打开以下终端：
redis 127.0.0.1:6379>
127.0.0.1 是本机 IP ，6379 是 redis 服务端口。现在我们输入 PING 命令。

redis 127.0.0.1:6379> ping
PONG

Redis API使用

redis基本命令

String
set setex psetex mset mget getset getrange setrange setbit getbit bitcount bittop strlen incr incrfloat decr append 

Hash
hset hmset hmget hgetall hlen hkeys hvals hexists hdel hincrby hincrbyfloat hscan hscan_iter 

List 
lpush rpush lpushx rpushx linsert lset lrem lpop ltrim lindex rpoplpush brpoplpush blpop 自定义增量迭代

有序集合sort set操作
zadd  zcard zrange  zcount  zincraby  zrank  zrem  zremrangebyrank  zscore 

其他常用操作
delete  exists  keys  expire   rname  randomkey  type scan  scan_iter  管道(pipeline)

String类型

set

set(name, value, ex=None, px=None, nx=False, xx=False)
在Redis中设置值，默认，不存在则创建，存在则修改

参数说明：
ex，过期时间（秒）
px，过期时间（毫秒）
nx，如果设置为True，则只有name不存在时，当前set操作才执行
xx，如果设置为True，则只有name存在时，当前set操作才执行

1.ex，过期时间（秒） 这里过期时间是3秒，3秒后p，键food的值就变成None
import redis
pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.set('food', 'mutton', ex=3)    # key是"food" value是"mutton" 将键值对存入redis缓存
print(r.get('food'))  # mutton 取出键food对应的值

2.px，过期时间（豪秒） 这里过期时间是3豪秒，3毫秒后，键foo的值就变成None
import redis
pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.set('food', 'beef', px=3)
print(r.get('food'))

3.nx，如果设置为True，则只有name不存在时，当前set操作才执行 （新建）
import redis
pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
print(r.set('fruit', 'watermelon', nx=True))    # True--不存在
# 如果键fruit不存在，那么输出是True；如果键fruit已经存在，输出是None

4.xx，如果设置为True，则只有name存在时，当前set操作才执行 （修改）
print((r.set('fruit', 'watermelon', xx=True)))   # True--已经存在
# 如果键fruit已经存在，那么输出是True；如果键fruit不存在，输出是None

5.setnx(name, value)
设置值，只有name不存在时，执行设置操作（添加）
print(r.setnx('fruit1', 'banana'))  # fruit1不存在，输出为True

setex

setex(name, value, time)
设置值
参数：
time，过期时间（数字秒 或 timedelta对象）

import redis
import time
pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.setex("fruit2", "orange", 5)
time.sleep(5)
print(r.get('fruit2'))  # 5秒后，取值就从orange变成None

psetex

psetex(name, time_ms, value)
设置值
参数：
time_ms，过期时间（数字毫秒 或 timedelta对象）
r.psetex("fruit3", 5000, "apple")
time.sleep(5)
print(r.get('fruit3'))  # 5000毫秒后，取值就从apple变成None

mset(*args, **kwargs)

批量设置值
如：
r.mget({'k1': 'v1', 'k2': 'v2'})
r.mset(k1="v1", k2="v2") # 这里k1 和k2 不能带引号 一次设置对个键值对
print(r.mget("k1", "k2"))   # 一次取出多个键对应的值
print(r.mget("k1"))

get(name)

获取值，如：
get age

mget(keys, *args)

mget(keys, *args)
批量获取
如：
print(r.mget('k1', 'k2'))
print(r.mget(['k1', 'k2']))
print(r.mget("fruit", "fruit1", "fruit2", "k1", "k2"))  # 将目前redis缓存中的键对应的值批量取出来

getset(name, value)

getset(name, value)
设置新值并获取原来的值
print(r.getset("food", "barbecue"))  # 设置的新值是barbecue 设置前的值是beef1

getrange(key, start, end)

getrange(key, start, end)
获取子序列（根据字节获取，非字符）
参数：
name，Redis 的 name
start，起始位置（字节）
end，结束位置（字节）
如： “君惜大大” ，0-3表示 “君”
r.set("cn_name", "君惜大大") # 汉字
print(r.getrange("cn_name", 0, 2))   # 取索引号是0-2 前3位的字节 君 切片操作 （一个汉字3个字节 1个字母一个字节 每个字节8bit）
print(r.getrange("cn_name", 0, -1))  # 取所有的字节 君惜大大 切片操作
r.set("en_name","junxi") # 字母
print(r.getrange("en_name", 0, 2))  # 取索引号是0-2 前3位的字节 jun 切片操作 （一个汉字3个字节 1个字母一个字节 每个字节8bit）
print(r.getrange("en_name", 0, -1)) # 取所有的字节 junxi 切片操作

setbit(name, offset, value)

setbit(name, offset, value)
对name对应值的二进制表示的位进行操作
参数：
name，redis的name
offset，位的索引（将值变换成二进制后再进行索引）
value，值只能是 1 或 0
注：如果在Redis中有一个对应： n1 = "foo"，
那么字符串foo的二进制表示为：01100110 01101111 01101111
所以，如果执行 setbit('n1', 7, 1)，则就会将第7位设置为1，
那么最终二进制则变成 01100111 01101111 01101111，即："goo"
扩展，转换二进制表示：
source = "张三"
source = "foo"
for i in source:
num = ord(i)
print bin(num).replace('b','')
特别的，如果source是汉字 "张三"怎么办？
答：对于utf-8，每一个汉字占 3 个字节，那么 "张三" 则有 6个字节
对于汉字，for循环时候会按照 字节 迭代，那么在迭代时，将每一个字节转换 十进制数，然后再将十进制数转换成二进制

getbit(name, offset)

getbit(name, offset)
获取name对应的值的二进制表示中的某位的值 （0或1）
print(r.getbit("foo1", 0)) # 0 foo1 对应的二进制 4个字节 32位 第0位是0还是1

bitcount(key, start=None, end=None)

bitcount(key, start=None, end=None)
获取name对应的值的二进制表示中 1 的个数
参数：
key，Redis的name
start 字节起始位置
end，字节结束位置
print(r.get("foo"))  # goo1 01100111
print(r.bitcount("foo",0,1))  # 11 表示前2个字节中，1出现的个数

strlen(name)

strlen(name)
返回name对应值的字节长度（一个汉字3个字节）
print(r.strlen("foo"))  # 4 'goo1'的长度是4

incr(self, name, amount=1)

incr(self, name, amount=1)
自增 name对应的值，当name不存在时，则创建name＝amount，否则，则自增。
参数：
name,Redis的name
amount,自增数（必须是整数）
注：同incrby
r.set("foo", 123)
print(r.mget("foo", "foo1", "foo2", "k1", "k2"))
r.incr("foo", amount=1)
print(r.mget("foo", "foo1", "foo2", "k1", "k2"))
应用场景 – 页面点击数
假定我们对一系列页面需要记录点击次数。例如论坛的每个帖子都要记录点击次数，而点击次数比回帖的次数的多得多。如果使用关系数据库来存储点击，可能存在大量的行级锁争用。所以，
点击数的增加使用redis的INCR命令最好不过了。
当redis服务器启动时，可以从关系数据库读入点击数的初始值（12306这个页面被访问了34634次）
r.set("visit:12306:totals", 34634)
print(r.get("visit:12306:totals"))
每当有一个页面点击，则使用INCR增加点击数即可。
r.incr("visit:12306:totals")
r.incr("visit:12306:totals")
页面载入的时候则可直接获取这个值
print(r.get("visit:12306:totals"))

incrbyfloat(self, name, amount=1.0)

incrbyfloat(self, name, amount=1.0)
自增 name对应的值，当name不存在时，则创建name＝amount，否则，则自增。
参数：
name,Redis的name
amount,自增数（浮点型）
r.set("foo1", "123.0")
r.set("foo2", "221.0")
print(r.mget("foo1", "foo2"))
r.incrbyfloat("foo1", amount=2.0)
r.incrbyfloat("foo2", amount=3.0)
print(r.mget("foo1", "foo2"))

decr(self, name, amount=1)

decr(self, name, amount=1)
自减 name对应的值，当name不存在时，则创建name＝amount，否则，则自减。
参数：
name,Redis的name
amount,自减数（整数)
r.decr("foo4", amount=3) # 递减3
r.decr("foo1", amount=1) # 递减1
print(r.mget("foo1", "foo4"))

append(key, value)

append(key, value)
在redis name对应的值后面追加内容
参数：
key, redis的name
value, 要追加的字符串
r.append("name", "haha")    # 在name对应的值junxi后面追加字符串haha
print(r.mget("name"))

　　

集合set操作

sadd

新增
sadd(name,values)
name对应的集合中添加元素
r.sadd("set1", 33, 44, 55, 66)  # 往集合中添加元素
print(r.scard("set1"))  # 集合的长度是4
print(r.smembers("set1"))   # 获取集合中所有的成员

scard

获取元素个数 类似于len
scard(name)
获取name对应的集合中元素个数
print(r.scard("set1"))  # 集合的长度是4

smembers

获取集合中所有的成员
smembers(name)
获取name对应的集合的所有成员
print(r.smembers("set1"))   # 获取集合中所有的成员
获取集合中所有的成员–元组形式
sscan(name, cursor=0, match=None, count=None)
print(r.sscan("set1"))
1
获取集合中所有的成员–迭代器的方式
sscan_iter(name, match=None, count=None)
同字符串的操作，用于增量迭代分批获取元素，避免内存消耗太大
for i in r.sscan_iter("set1"):
    print(i)2

sdiff

差集
sdiff(keys, *args)
在第一个name对应的集合中且不在其他name对应的集合的元素集合
r.sadd("set2", 11, 22, 33)
print(r.smembers("set1"))   # 获取集合中所有的成员
print(r.smembers("set2"))
print(r.sdiff("set1", "set2"))   # 在集合set1但是不在集合set2中
print(r.sdiff("set2", "set1"))   # 在集合set2但是不在集合set1中

sdiffstore

差集–差集存在一个新的集合中
sdiffstore(dest, keys, *args)
获取第一个name对应的集合中且不在其他name对应的集合，再将其新加入到dest对应的集合中
r.sdiffstore("set3", "set1", "set2")    # 在集合set1但是不在集合set2中
print(r.smembers("set3"))   # 获取集合3中所有的成员

sinter

交集
sinter(keys, *args)
获取多一个name对应集合的交集
print(r.sinter("set1", "set2")) # 取2个集合的交集

sinterstore

交集–交集存在一个新的集合中
sinterstore(dest, keys, *args)
获取多一个name对应集合的并集，再将其加入到dest对应的集合中
print(r.sinterstore("set3", "set1", "set2")) # 取2个集合的交集
print(r.smembers("set3"))

sunion

并集
sunion(keys, *args)
获取多个name对应的集合的并集
print(r.sunion("set1", "set2")) # 取2个集合的并集1
并集–并集存在一个新的集合
sunionstore(dest,keys, *args)
获取多一个name对应的集合的并集，并将结果保存到dest对应的集合中
print(r.sunionstore("set3", "set1", "set2")) # 取2个集合的并集
print(r.smembers("set3"))

sismember

判断是否是集合的成员 类似in
sismember(name, value)
检查value是否是name对应的集合的成员，结果为True和False
print(r.sismember("set1", 33))  # 33是集合的成员
print(r.sismember("set1", 23))  # 23不是集合的成员

smove

移动
smove(src, dst, value)
将某个成员从一个集合中移动到另外一个集合
r.smove("set1", "set2", 44)
print(r.smembers("set1"))
print(r.smembers("set2"))

spop

删除–随机删除并且返回被删除值
spop(name)
从集合移除一个成员，并将其返回,说明一下，集合是无序的，所有是随机删除的
print(r.spop("set2"))   # 这个删除的值是随机删除的，集合是无序的
print(r.smembers("set2"))
11.删除–指定值删除
srem(name, values)
在name对应的集合中删除某些值
print(r.srem("set2", 11))   # 从集合中删除指定值 11
print(r.smembers("set2"))

　　

有序集合sort set操作

有序集合，在集合的基础上，为每元素排序；

元素的排序需要根据另外一个值来进行比较，所以，对于有序集合，每一个元素有两个值，即：值和分数，分数专门用来做排序。

zadd

新增
zadd(name, args, *kwargs)
在name对应的有序集合中添加元素
如：
import redis
import time

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)

r.zadd("zset1", n1=11, n2=22)
r.zadd("zset2", 'm1', 22, 'm2', 44)
print(r.zcard("zset1")) # 集合长度
print(r.zcard("zset2")) # 集合长度
print(r.zrange("zset1", 0, -1))   # 获取有序集合中所有元素
print(r.zrange("zset2", 0, -1, withscores=True))   # 获取有序集合中所有元素和分数2

zcard

获取有序集合元素个数 类似于len
zcard(name)
获取name对应的有序集合元素的数量
print(r.zcard("zset1")) # 集合长度1

zrange

获取有序集合的所有元素
r.zrange( name, start, end, desc=False, withscores=False, score_cast_func=float)
按照索引范围获取name对应的有序集合的元素
参数：
name，redis的name
start，有序集合索引起始位置（非分数）
end，有序集合索引结束位置（非分数）
desc，排序规则，默认按照分数从小到大排序
withscores，是否获取元素的分数，默认只获取元素的值
score_cast_func，对分数进行数据转换的函数
3-1 从大到小排序(同zrange，集合是从大到小排序的)
zrevrange(name, start, end, withscores=False, score_cast_func=float)
print(r.zrevrange("zset1", 0, -1))    # 只获取元素，不显示分数
print(r.zrevrange("zset1", 0, -1, withscores=True)) # 获取有序集合中所有元素和分数,分数倒序
3-2 按照分数范围获取name对应的有序集合的元素
zrangebyscore(name, min, max, start=None, num=None, withscores=False, score_cast_func=float)
for i in range(1, 30):
   element = 'n' + str(i)
   r.zadd("zset3", element, i)
print(r.zrangebyscore("zset3", 15, 25)) # # 在分数是15-25之间，取出符合条件的元素
print(r.zrangebyscore("zset3", 12, 22, withscores=True))    # 在分数是12-22之间，取出符合条件的元素（带分数）
3-3 按照分数范围获取有序集合的元素并排序（默认从大到小排序）
zrevrangebyscore(name, max, min, start=None, num=None, withscores=False, score_cast_func=float)
print(r.zrevrangebyscore("zset3", 22, 11, withscores=True)) # 在分数是22-11之间，取出符合条件的元素 按照分数倒序1
3-4 获取所有元素–默认按照分数顺序排序
zscan(name, cursor=0, match=None, count=None, score_cast_func=float)
print(r.zscan("zset3"))1
3-5 获取所有元素–迭代器
zscan_iter(name, match=None, count=None,score_cast_func=float)
for i in r.zscan_iter("zset3"): # 遍历迭代器
    print(i)

zcount

zcount(name, min, max)
获取name对应的有序集合中分数 在 [min,max] 之间的个数
print(r.zrange("zset3", 0, -1, withscores=True))
print(r.zcount("zset3", 11, 22))

zincrby

自增
zincrby(name, value, amount)
自增name对应的有序集合的 name 对应的分数
r.zincrby("zset3", "n2", amount=2)    # 每次将n2的分数自增2
print(r.zrange("zset3", 0, -1, withscores=True))

zrank

获取值的索引号
zrank(name, value)
获取某个值在 name对应的有序集合中的索引（从 0 开始）
更多：
zrevrank(name, value)，从大到小排序
print(r.zrank("zset3", "n1"))   # n1的索引号是0 这里按照分数顺序（从小到大）
print(r.zrank("zset3", "n6"))   # n6的索引号是1

print(r.zrevrank("zset3", "n1"))    # n1的索引号是29 这里安照分数倒序（从大到小）

zrem

删除–指定值删除
zrem(name, values)
删除name对应的有序集合中值是values的成员
r.zrem("zset3", "n3")   # 删除有序集合中的元素n3 删除单个
print(r.zrange("zset3", 0, -1))

zremrangebyrank

删除–根据排行范围删除，按照索引号来删除
zremrangebyrank(name, min, max)
根据排行范围删除
r.zremrangebyrank("zset3", 0, 1)  # 删除有序集合中的索引号是0, 1的元素
print(r.zrange("zset3", 0, -1))
zremrangebyscore(name, min, max)
根据分数范围删除
r.zremrangebyscore("zset3", 11, 22)   # 删除有序集合中的分数是11-22的元素
print(r.zrange("zset3", 0, -1))

zscore

获取值对应的分数
zscore(name, value)
获取name对应有序集合中 value 对应的分数
print(r.zscore("zset3", "n27"))   # 获取元素n27对应的分数271

　　

其他常用操作

del

delete (*names)
根据删除redis中的任意数据类型（string、hash、list、set、有序set）
r.delete("gender")  # 删除key为gender的键值对1

exists

检查名字是否存在
exists(name)
检测redis的name是否存在，存在就是True，False 不存在
print(r.exists("zset1"))1

keys

模糊匹配
keys(pattern=’‘)
根据模型获取redis的name
更多：
KEYS 匹配数据库中所有 key 。
KEYS h?llo 匹配 hello ， hallo 和 hxllo 等。
KEYS h*llo 匹配 hllo 和 heeeeello 等。
KEYS h[ae]llo 匹配 hello 和 hallo ，但不匹配 hillo
print(r.keys("foo*"))
1

expire

设置超时时间
expire(name ,time)
为某个redis的某个name设置超时时间
r.lpush("list5", 11, 22)
r.expire("list5", time=3)
print(r.lrange("list5", 0, -1))
time.sleep(3)
print(r.lrange("list5", 0, -1))

rname

重命名
rename(src, dst)
对redis的name重命名
r.lpush("list5", 11, 22)
r.rename("list5", "list5-1")

randomkey

随机获取name
randomkey()
随机获取一个redis的name（不删除）
print(r.randomkey())
1

type

获取类型
type(name)
获取name对应值的类型
print(r.type("set1"))
print(r.type("hash2"))

scan

查看所有元素
scan(cursor=0, match=None, count=None)
print(r.hscan("hash2"))
print(r.sscan("set3"))
print(r.zscan("zset2"))
print(r.getrange("foo1", 0, -1))
print(r.lrange("list2", 0, -1))
print(r.smembers("set3"))
print(r.zrange("zset3", 0, -1))
print(r.hgetall("hash1"))

scan_iter

查看所有元素–迭代器
scan_iter(match=None, count=None)
for i in r.hscan_iter("hash1"):
    print(i)

for i in r.sscan_iter("set3"):
    print(i)

for i in r.zscan_iter("zset3"):
    print(i)8
other 方法
print(r.get('name'))    # 查询key为name的值
r.delete("gender")  # 删除key为gender的键值对
print(r.keys()) # 查询所有的Key
print(r.dbsize())   # 当前redis包含多少条数据
r.save()    # 执行"检查点"操作，将数据写回磁盘。保存时阻塞
# r.flushdb()        # 清空r中的所有数据

管道（pipeline）

redis-py默认在执行每次请求都会创建（连接池申请连接）和断开（归还连接池）一次连接操作，如果想要在一次请求中指定多个命令，则可以使用pipline实现一次请求指定多个命令，并且默认情况下一次pipline 是原子性操作。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding:utf-8 -*-
 
import redis
 
pool = redis.ConnectionPool(host='10.211.55.4', port=6379)
 
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
 
# pipe = r.pipeline(transaction=False)
pipe = r.pipeline(transaction=True)
 
pipe.set('name', 'alex')
pipe.set('role', 'sb')
 
pipe.execute()

================================

管道的命令可以写在一起，如：
pipe.set('hello', 'redis').sadd('faz', 'baz').incr('num').execute()
print(r.get("name"))
print(r.get("role"))
print(r.get("num"))