Redis基础系列

##一 介绍

1、memcached & redis是什么？

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NoSQl数据库，数据存到内存，读取速度快
应用场景：页面缓存，好处如下
    1、减少数据库压力，提升访问速度
    2、在数据挂掉的情况下，仍能保证业务正常运行一段时间，提升安全性

2、memcached与redis区别

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##1、类型：
    memcached：类型单一，只能存字符串"key为字符串"="value也为字符串"
    redis：支持五大类型
    string(字符串)
    list(链表)
    set(集合)
    zset(sorted set --有序集合)
    hash（哈希类型）
        
##2、持久化：
    memcached：断电数据丢失
    redis：支持持久化，单独开一个进程完成持久化，
          要保持性能就需要关闭持久化，很多公司并不使用持久化功能

3、memcached并未过时

www.oschina.net/news/26691/memcached-timeout

二 安装与基本操作

1、Redis安装

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##1、官网：https://redis.io/

##2、redis默认不正式支持windows，到这里下载windows版本
https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases

2、命令行基本操作

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##1、命令行链接
redis-cli

redis-cli -h host -p port -a password

##2、基本操作
默认有16个数据库，编号从0-15
select 1 #切换到1号库

keys *  #查看所有的key
keys n* #查看所有n开头的key

flushdb #清空redis

set key value #添加key=value

randomkey #随机取出一个key

type key  #查看key的类型

3、在Python中的两种链接方式

方式一

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##redis-py提供两个类Redis和StrictRedis用于实现Redis的命令，StrictRedis用于实现大部分官方的命令，并使用官方的语法和命令，Redis是StrictRedis的子类，用于向后兼容旧版本的redis-py。


import redis
client=redis.Redis(host='127.0.0.1',port=6379)

client.set('name','egon')
v= client.get('name')

print(v,type(v)) #b'egon' <class 'bytes'>

方式二

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##redis-py使用connection pool来管理对一个redis server的所有连接，避免每次建立、释放连接的开销。默认，每个Redis实例都会维护一个自己的连接池。可以直接建立一个连接池，然后作为参数Redis，这样就可以实现多个Redis实例共享一个连接池。


import redis

pool=redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1',port=6379,max_connections=100)
client=redis.Redis(connection_pool=pool)

client.set('name','egon')
v= client.get('name')

print(v,type(v)) #b'egon' <class 'bytes'>

4、选择数据库

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import redis

pool=redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1',port=6379,max_connections=100)
client=redis.Redis(connection_pool=pool)

client.execute_command('select 1') #选择数据库

三 常用操作

1、String 操作

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##1、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：
    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，岗前set操作才执行


##2、setnx(name, value)
设置值，只有name不存在时，执行设置操作（添加）


##3、setex(name, value, time)
设置值
参数：
    time，过期时间（数字秒 或 timedelta对象）
     
     
##4、psetex(name, time_ms, value)
设置值
参数：
    time_ms，过期时间（数字毫秒 或 timedelta对象）

      
##5、mset(*args, **kwargs)
批量设置值
如：
    mset(k1='v1', k2='v2')
    或
    mset({'k1': 'v1', 'k2': 'v2'})

    
##6、get(name)
获取值


##7、mget(keys, *args)
批量获取
如：
    mget('k1', 'k2')
    或
    r.mget(['k1', 'k2'])
    

##8、getset(name, value)
设置新值并获取原来的值


##9、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： "林海峰" ，0-2表示 "林"


##10、setrange(name, offset, value)
修改字符串内容，从指定字符串索引开始向后替换（新值太长时，则向后添加）
参数：
    offset，字符串的索引，字节（一个汉字三个字节）
    value，要设置的值

    client.set('name','林海峰')
    client.setrange('name',3,'大海')
    print(client.get('name').decode('utf-8')) #林大海
    
    
##11、strlen(name)
返回name对应值的字节长度（一个汉字3个字节）


##12、incr(self, name, amount=1)
自增 name="1" 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


##13、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）
    
    
##14、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）
    

##15、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

2、Hash 操作

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##1、hset(name, key, value)
name对应的hash中设置一个键值对（不存在，则创建；否则，修改）
 
参数：
    name，redis的name
    key，name对应的hash中的key
    value，name对应的hash中的value
 
注：
    hsetnx(name, key, value),当name对应的hash中不存在当前key时则创建（相当于添加）

    
##2、hmset(name, mapping)
在name对应的hash中批量设置键值对
 
参数：
    name，redis的name
    mapping，字典，如：{'k1':'v1', 'k2': 'v2'}
 
如：
    r.hmset('xx', {'k1':'v1', 'k2': 'v2'})

    
##3、hget(name,key)
在name对应的hash中获取根据key获取value


##4、hmget(name, keys, *args)
在name对应的hash中获取多个key的值
 
参数：
    name，reids对应的name
    keys，要获取key集合，如：['k1', 'k2', 'k3']
    *args，要获取的key，如：k1,k2,k3
 
如：
    r.mget('xx', ['k1', 'k2'])
    或
    print r.hmget('xx', 'k1', 'k2')

    
##5、hgetall(name)
获取name对应hash的所有键值


##6、hlen(name)
获取name对应的hash中键值对的个数


##7、hkeys(name)
获取name对应的hash中所有的key的值


##8、hvals(name)
获取name对应的hash中所有的value的值


##9、hexists(name, key)
## 检查name对应的hash是否存在当前传入的key


##10、hdel(name,*keys)
将name对应的hash中指定key的键值对删除


##11、hincrby(name, key, amount=1)
自增name对应的hash中的指定key的值，不存在则创建key=amount

参数：
    name，redis中的name
    key， hash对应的key
    amount，自增数（整数）

    
##12、hincrbyfloat(name, key, amount=1.0)
自增name对应的hash中的指定key的值，不存在则创建key=amount
 
参数：
    name，redis中的name
    key， hash对应的key
    amount，自增数（浮点数）
 
自增name对应的hash中的指定key的值，不存在则创建key=amount


##13、hscan(name, cursor=0, match=None, count=None)
增量式迭代获取，对于数据大的数据非常有用，hscan可以实现分片的获取数据，并非一次性将数据全部获取完，从而防止内存被撑爆
 
参数：
    name，redis的name
    cursor，游标（基于游标分批取获取数据）
    match，匹配指定key，默认None 表示所有的key
    count，每次分片最少获取个数，默认None表示采用Redis的默认分片个数
 
如：
    第一次：cursor1, data1 = r.hscan('xx', cursor=0, match=None, count=None)
    第二次：cursor2, data1 = r.hscan('xx', cursor=cursor1, match=None, count=None)
    ...
    直到返回值cursor的值为0时，表示数据已经通过分片获取完毕
    
    
##14、hscan_iter(name, match=None, count=None)
利用yield封装hscan创建生成器，实现分批去redis中获取数据
 
参数：
    match，匹配指定key，默认None 表示所有的key
    count，每次分片最少获取个数，默认None表示采用Redis的默认分片个数
 
如：
    for item in r.hscan_iter('xx'):
        print item


##15、补充scan(match=None, count=None)
一点一点查出当前库下的所有的keys，详细请看如下文档
http://redisdoc.com/key/scan.html#scan

3、List 操作

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##1、lpush(name,values)
在name对应的list中添加元素，每个新的元素都添加到列表的最左边
 
如：
    r.lpush('oo', 11,22,33)
    保存顺序为: 33,22,11
 
扩展：
    rpush(name, values) 表示从右向左操作

    
##2、lpushx(name,value)
在name对应的list中添加元素，只有name已经存在时，值添加到列表的最左边
 
更多：
    rpushx(name, value) 表示从右向左操作

    
##3、llen(name)
name对应的list元素的个数


##4、linsert(name, where, refvalue, value))
在name对应的列表的某一个值前或后插入一个新值
 
参数：
    name，redis的name
    where，BEFORE或AFTER
    refvalue，标杆值，即：在它前后插入数据
    value，要插入的数据

    
##5、r.lset(name, index, value)
对name对应的list中的某一个索引位置重新赋值
 
参数：
    name，redis的name
    index，list的索引位置
    value，要设置的值

    
##6、r.lrem(name, value, num)
在name对应的list中删除指定的值
 
参数：
    name，redis的name
    value，要删除的值
    num，  num=0，删除列表中所有的指定值；
           num=2,从前到后，删除2个；
           num=-2,从后向前，删除2个

           
##7、lpop(name)
在name对应的列表的左侧获取第一个元素并在列表中移除，返回值则是第一个元素
 
更多：
    rpop(name) 表示从右向左操作


##8、lindex(name, index)
在name对应的列表中根据索引获取列表元素


##9、lrange(name, start, end)
在name对应的列表分片获取数据

参数：
    name，redis的name
    start，索引的起始位置
    end，索引结束位置

    
##10、ltrim(name, start, end)
在name对应的列表中移除没有在start-end索引之间的值

参数：
    name，redis的name
    start，索引的起始位置
    end，索引结束位置

    
##11、rpoplpush(src, dst)
从一个列表取出最右边的元素，同时将其添加至另一个列表的最左边

参数：
    src，要取数据的列表的name
    dst，要添加数据的列表的name

    
##12、blpop(keys, timeout)
keys=["k1","k2"]，按照从左到右去pop对应列表的元素
 
参数：
    keys，redis的name的集合
    timeout，超时时间，当元素所有列表的元素获取完之后，阻塞等待列表内有数据的时间（秒）, 0 表示永远阻塞

举例：
    client.flushdb()
    client.lpush('list1',11,22,33) #33,22,11
    client.lpush('list2','a','b','c') #c b a

    print(client.blpop(["list1","list2"])) #先从左侧取干净list1，再从左侧取干净list2，...，阻塞
    print(client.blpop(["list1","list2"]))
    print(client.blpop(["list1","list2"]))
    print(client.blpop(["list1","list2"]))
    print(client.blpop(["list1","list2"]))
    print(client.blpop(["list1","list2"]))
    print(client.blpop(["list1","list2"],timeout=3)) #阻塞3秒，返回None
    
更多：
    r.brpop(keys, timeout)，从右向左获取数据

    
##13、brpoplpush(src, dst, timeout=0)
从一个列表的右侧移除一个元素并将其添加到另一个列表的左侧
 
参数：
    src，取出并要移除元素的列表对应的name
    dst，要插入元素的列表对应的name
    timeout，当src对应的列表中没有数据时，阻塞等待其有数据的超时时间（秒），0 表示永远阻塞

##14、自定义增量迭代
由于redis类库中没有提供对列表元素的增量迭代，如果想要循环name对应的列表的所有元素，那么就需要：
    1、获取name对应的所有列表
    2、循环列表
但是，如果列表非常大，那么就有可能在第一步时就将程序的内存撑爆，所有有必要自定义一个增量迭代的功能：

def list_iter(name):
    """
    自定义redis列表增量迭代
    :param name: redis中的name，即：迭代name对应的列表
    :return: yield 返回 列表元素
    """
    list_count = r.llen(name)
    for index in range(list_count):
        yield r.lindex(name, index)


## 使用
for item in list_iter('list1'):
    print(item

4、Set 操作

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Set操作，Set集合就是不允许重复的列表

##1、sadd(name,values)
name对应的集合中添加元素


##2、scard(name)
获取name对应的集合中元素个数


##3、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


##4、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


##5、sinter(keys, *args)
获取多一个name对应集合的并集


##6、sinterstore(dest, keys, *args)
获取多一个name对应集合的并集，再讲其加入到dest对应的集合中


##7、sismember(name, value)
检查value是否是name对应的集合的成员


##8、smembers(name)
获取name对应的集合的所有成员


##9、smove(src, dst, value)
将某个成员从一个集合中移动到另外一个集合


##10、spop(name)
从集合的右侧（尾部）移除一个成员，并将其返回


##11、srandmember(name, numbers)
从name对应的集合中随机获取 numbers 个元素


##12、srem(name, values)
在name对应的集合中删除某些值


##13、sunion(keys, *args)
获取多一个name对应的集合的并集


##14、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


##15、sscan(name, cursor=0, match=None, count=None)
##16、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

5、Sort Set 操作

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##1、zadd(name, *args, **kwargs)
在name对应的有序集合中添加元素

如：
     zadd('score', 'alex', 50, 'wxx', 60,'yxx', 70)
     或
     zadd('score', alex=50, wxx=60, yxx=70)


##2、zcard(name)
获取name对应的有序集合元素的数量


##3、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


##4、zincrby(name, value, amount)
自增name对应的有序集合的 name 对应的分数


##5、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（非负数）
    end，有序集合索引结束位置（非负数）
    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
    例如：
        client.zrange('score', 0, 2, desc=True, withscores=True, score_cast_func=int)
        结果：[(b'yxx', 70), (b'wxx', 60), (b'alex', 50)]
        
更多：
    从大到小排序
    zrevrange(name, start, end, withscores=False, score_cast_func=float)
    
 
    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)
    从大到小排序
    zrevrangebyscore(name, max, min, start=None, num=None, withscores=False, score_cast_func=float)

    
##6、zrank(name, value)
获取某个值在 name对应的有序集合中的排行（从 0 开始）
 
更多：
    zrevrank(name, value)，从大到小排序

    
##7、zrangebylex(name, min, max, start=None, num=None)
当有序集合的所有成员都具有相同的分值时，有序集合的元素会根据成员的 值 （lexicographical ordering）来进行排序，而这个命令则可以返回给定的有序集合键 key 中， 元素的值介于 min 和 max 之间的成员
对集合中的每个成员进行逐个字节的对比（byte-by-byte compare）， 并按照从低到高的顺序， 返回排序后的集合成员。 如果两个字符串有一部分内容是相同的话， 那么命令会认为较长的字符串比较短的字符串要大
 
参数：
    name，redis的name
    min，左区间（值）。 + 表示正无限； - 表示负无限； ( 表示开区间； [ 则表示闭区间
    min，右区间（值）
    start，对结果进行分片处理，索引位置
    num，对结果进行分片处理，索引后面的num个元素
 
如：
    ZADD myzset 0 aa 0 ba 0 ca 0 da 0 ea 0 fa 0 ga
    r.zrangebylex('myzset', "-", "[ca") 结果为：['aa', 'ba', 'ca']
 
更多：
    从大到小排序
    zrevrangebylex(name, max, min, start=None, num=None)

    
##8、zrem(name, values)
删除name对应的有序集合中值是values的成员
 
如：zrem('zz', ['s1', 's2'])


##9、zremrangebyrank(name, min, max)
根据排行范围删除


##10、zremrangebyscore(name, min, max)
根据分数范围删除


##11、zremrangebylex(name, min, max)
根据值返回删除


##12、zscore(name, value)
获取name对应有序集合中 value 对应的分数


##13、zinterstore(dest, keys, aggregate=None)
获取两个有序集合的交集，如果遇到相同值不同分数，则按照aggregate进行操作
aggregate的值为:  SUM  MIN  MAX

例如：
client.flushdb()
client.zadd('score1', 'alex', 50, 'wxx', 60,'yxx', 70)
client.zadd('score2', 'alex', 60, 'wxx', 60,)

##先求名字的交集，再对同一名字对应的值进行SUM聚合操作
client.zinterstore('score_sum',keys=['score1','score2'],aggregate="SUM")
print(client.zscore('score_sum','alex')) #110.0
print(client.zscore('score_sum','wxx')) #120.0
print(client.zscore('score_sum','yxx')) #None
    

##14、zunionstore(dest, keys, aggregate=None)
获取两个有序集合的并集，如果遇到相同值不同分数，则按照aggregate进行操作
aggregate的值为:  SUM  MIN  MAX


##15、zscan(name, cursor=0, match=None, count=None, score_cast_func=float)
##16、zscan_iter(name, match=None, count=None,score_cast_func=float)
同字符串相似，相较于字符串新增score_cast_func，用来对分数进行操作

6、其他常用操作

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##1、delete(*names)
根据name删除redis中的任意数据类型


##2、exists(name)
检测redis的name是否存在


##3、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
    
    
##4、expire(name ,time)
为某个redis的某个name设置超时时间


##5、rename(src, dst)
对redis的name重命名为


##6、move(name, db))
将redis的某个值移动到指定的db下


##7、randomkey()
随机获取一个redis的name（不删除）


##8、type(name)
获取name对应值的类型


##9、scan(cursor=0, match=None, count=None)
##10、scan_iter(match=None, count=None)
同字符串操作，用于增量迭代获取key

7、管道

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##1、默认情况下是执行一个操作就向服务端提交一次
##2、可以将一系列操作放入一个管道内，然后一次性提交给服务端，这样做有效地减少开销
##3、transaction=True代表多个操作构成一个事务（原子性操作）

import redis

pool=redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1',port=6379,max_connections=100)
client=redis.Redis(connection_pool=pool)

pipe=client.pipeline(transaction=True)

pipe.set('name','alex')
pipe.set('role','sb')

pipe.execute()

8、发布订阅

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monitor.py

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import redis


class RedisHelper:

    def __init__(self):
        self.__conn = redis.Redis(host='127.0.0.1',port=6379)
        self.chan_pub = 'fm97.8' #发布信息的频道名
        self.chan_sub = 'fm97.8' #订阅信息的频道名

    def public(self, msg):
        self.__conn.publish(self.chan_pub, msg) #向发布频道发布消息
        return True

    def subscribe(self):
        pub = self.__conn.pubsub() #拿到pub对象
        pub.subscribe(self.chan_sub) #向订阅频道请求消息
        pub.parse_response() #解析响应的信息
        return pub

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##!/usr/bin/env python
## -*- coding:utf-8 -*-

from monitor import RedisHelper

obj = RedisHelper()
redis_sub = obj.subscribe()

while True:
    msg = redis_sub.parse_response()
    print(msg)

发布者们

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##!/usr/bin/env python
## -*- coding:utf-8 -*-

from monitor import RedisHelper
import time

obj = RedisHelper()

while True:
    obj.public('hello1')
    time.sleep(5)

四 Redis可视化工具

RESP.app (formerly Redis Desktop Manager) - GUI for Redis ® available on Windows, macOS, iPad and Linux.