Redis的基本操作

一：初识Redis

1.什么是Redis

Redis（Remote Dictionary Server )，即远程字典服务，是一个开源的使用ANSI C语言编写、支持网络、可基于内存亦可持久化的日志型、Key-Value数据库，并提供多种语言的API。从2010年3月15日起，Redis的开发工作由VMware主持。从2013年5月开始，Redis的开发由Pivotal赞助。

开源：早起版本2w3千行

基于键值对的存储系统：字典形式

多种数据结构：字符串，hash，列表，集合，有序集合

高性能，功能丰富

2.Redis的特性（8个）

①速度快

10W OPS（每秒操作数10W，实测6W左右）

数据存在内存中（内存读写速度高达40~50G/s）

c语言实现，单线程模型

为什么Redis速度这么快？

1.单线程单进程，避免了进程线程间的切换

2.IO的多路复用

3.是内存数据库，读写速度快

②持久化

Redis有RDB和AOF机制

RDB其实就是把数据以快照的形式保存在磁盘上。什么是快照呢，你可以理解成把当前时刻的数据拍成一张照片保存下来。

全量备份总是耗时的，有时候我们提供一种更加高效的方式AOF，工作机制很简单，redis会将每一个收到的写命令都通过write函数追加到文件中。通俗的理解就是日志记录。

③多种数据结构

str：字符串类型 - 接口缓存

list：列表 - 分布式

hash：哈希（相当于Python中的字典） - 缓存

set：集合 - 去重

zset：有序的 - 排行榜

④支持多种编程语言

基于TCP通信协议，各大编程语言都支持

⑤功能丰富

发布订阅（消息） Lua脚本，事务（pipeline）等

⑥简单

源代码几万行，不依赖外部库

⑦主从复制

主服务器和从服务器，主服务器可以同步到从服务器中

⑧高可用和分布式

2.8版本以后使用redis-sentinel支持高可用

3.0版本以后支持分布式

3.Redis的典型使用场景

缓存系统： 使用最广泛的就是缓存

计数器： 网站访问量，转发量，评论数（文章转发，商品销量，单线程模型，不会出现并发问题）

消息队列： 发布订阅，阻塞队列实现（简单的分布式，blpop：阻塞队列，生产者消费者）

排行榜： 有序集合（阅读排行，点赞排行，推荐（销量高的，推荐））

社交网络： 很多特效跟社交网络匹配，粉丝数，关注数

实时系统： 垃圾邮件处理系统，布隆过滤器

4.Redis的安装

安装教程：https://www.cnblogs.com/xuexianqi/p/13340227.html

5.启动的3种方式

①最简启动

redis-server
ps -ef|grep redis  #查看进程
netstat -antpl|grep redis #查看端口
redis-cli -h ip -p port ping #命令查看

②动态参数启动

redis-serve --port 6380 #启动，监听6380端口

③配置文件启动

配置文件启动（6379对应手机按键MERZ，意大利女歌手Alessia Merz的名字）

##通过redis-cli连接，输入config get * 可以获得默认配置
#在redis目录下创建config目录，copy一个redis.conf文件
#daemonize--》是否是守护进程启动（no|yes）
#port---》端口号
#logfile--》redis系统日志
#dir--》redis工作目录

二：再遇Redis

1.Python操作Redis - 普通连接

pip安装redis

pip3 install redis

导入

from redis import Redis

连接对象

conn=Redis(host='127.0.0.1', port=6379)
ret=conn.get('name')
print(ret)

2. Python操作Redis - 连接池

t_redis_pool.py中

import redis
# pool必须是单例的
POOL = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379,max_connections=100)  # 造一个池子,最多能放100个连接

t_redis_conn.py中

import redis
# 包内的py文件，如果想右键运行，导包的时候不能带点
from t_redis_pool import POOL  # pycharm提示的错
r = redis.Redis(connection_pool=POOL)  # 只要执行这一句话，就是从池中拿出一个连接
ret=r.get('name')
print(ret)

三：又见Redis

须知：在Redis中设置值，默认，不存在则创建，存在则修改

1.String字符串操作

set 设置值

set(name, value,ex=None, px=None, nx=False, xx=False, keepttl=False)

	name：key的名字
	value：key的值
    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,值存在，就修改不了，执行没效果
    xx：如果设置为True，则只有name存在时，当前set操作才执行，值存在才能修改，值不存在，不会设置新值

set('name', 'xxq')    # 如果存在，就会覆盖，返回：True；不存在，则无变化，返回：None

set('name', 'xxq', 3)    # 设置过期时间为3秒，返回：True；不存在，则无变化，返回：None

set('name1', 'xxq',nx=True)    # 如果不存在，就创建并赋值，返回：True；如果存在，则无变化，返回：None

set('name', 'xxq', xx=True)    # 存在就覆盖，返回True；不存在，则无变化，返回：None

setnx(key, value) 只有name不存在时，当前set操作才执行；值存在，则无效

相当于：set(key, value, nx=True)

psetex('name', 'xxq')    # 如果存在，就会覆盖，返回：True；不存在，则无变化，返回：None

setex(name, time, value) 设置过期时间：秒

相当于：set(key, value, time)

psetex('name', 5, 'xxq')    # 如果存在，就会覆盖，返回：True；不存在，则无变化，返回：None

psetex(name, time_ms, value) 设置过期时间：毫秒

相当于：set(key, time, value, ex=True)
  
psetex('name', 5000, 'xxq')    # 如果存在，就会覆盖，返回：True；不存在，则无变化，返回：None

mset(*args, **kwargs) 批量设置

相当于：set(key, value, ex=True)

mset({'name':'xxq', 'age':'18'})    # 存在就覆盖，不存在就创建，都返回：True
mset(name='xxq', age='18')

setrange(name, offset, value) 替换（key的名称， 索引， 值）

res = conn.setrange('name', 3, '111')    # 存在则会替换'name'中所有为3的字符为'111'；不存在则会创建'name'

setbit(name, offset, value) 对name对应值的二进制表示的位进行操作

    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"

get 获取值

get(name)

	name：key的名字

get('age')    # 存在则返回'age'的值：b'18'；不存在则返回：None

mget(keys, *args) 批量获取值

mget('name', 'age')    # 存在就返回一个列表：[b'xxq1', b'18']，不存在就返回：[None, None]
res = conn.mget(['name11', 'age11'])    # 存在就返回一个列表：[b'xxq1', b'18']，不存在就返回：[None, None]

getset(name, value) 设置新的值，并返回原值

getset('name', 'zsy')    # 存在就返回原值：b'xxq1'，不存在就返回：None

getrange(key, start, end) 获取子序列，根据字节获取，start和end都是下标索引，区间是前闭后闭

getrange('name', 0, 1)    # 存在则返回：b'zs'（name的索引为0和1所在的字符）；不存在则返回：b''

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）

bitcount(key, start=None, end=None) 获取name对应的值的二进制表示中 1 的个数

key，Redis的name
start，位起始位置
end，位结束位置

bitop(operation, dest, *keys) 获取多个值，并将值做位运算，将最后的结果保存至新的name对应的值

    operation,AND（并） 、 OR（或） 、 NOT（非） 、 XOR（异或）
    dest, 新的Redis的name
    *keys,要查找的Redis的name
    
# 如：
    bitop("AND", 'new_name', 'n1', 'n2', 'n3')
    # 获取Redis中n1,n2,n3对应的值，然后讲所有的值做位运算（求并集），然后将结果保存 new_name 对应的值中

strlen(name)

返回name对应值的字节长度（一个汉字3个字节）

incr(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。

name,Redis的name
amount,自增数（必须是整数,可以是负数）
# 注：同incrby

incrbyfloat(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。

name,Redis的name
amount,自增数（浮点型）

decr(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。

name,Redis的name
amount,自减数（整数）

append(key, value) 在redis name对应的值后面追加内容

key, redis的name
value, 要追加的字符串

2.list链表操作

lpush(name, *values) 增加一个key，value可以多个

lpush('left', 1, 2, 3, 4)    # 创建'left'，添加顺序为1 2 3 4，最先添加的会被挤到最后

链表内顺序为：
    4
    3
    2
    1

rpush(name, *values) 增加一个key，value可以多个

rpush('right', 1, 2, 3, 4)    # 创建'right'，添加顺序为1 2 3 4，最先添加的会排在最前面

链表内顺序为：
    1
    2
    3
    4

llen(name) 统计链表长度

llen('left')    # 如果存在，则返回：4,；如果不存在，则返回：0

linsert(name, where, refvalue, value) 在链表指定位置插入值

name：redis的name
where：before或after(大小写皆可)
refvalue：标杆值，即被插入对象：在它前后插入数据（如果存在多个标杆值，以找到的第一个为准）
value：要插入的数据

linsert('left', 'before', 4, 666)    # 存在，则在链表'left'的第一个'4'前面插入'666'，返回链表总行数；不存在则无变化；返回：0

lset( name, index, value) 对name对应的list中的某一个索引位置重新赋值

lset('left', 0, 4)    # 存在，则把'left'中的第一个值替换成'4'；不存在则报错

lrem( name, count, value) 在name对应的list中删除指定的值

name，redis的name
value，要删除的值
count，count=0，删除列表中所有的指定值；
        count>0，从前往后删除列表中的个数
        count<0，从后往前删除列表中的个数

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

lpop('left')    # 如果存在，则返回：b'1'；不存在则返回：None

rpop(name) 在name对应的列表的右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

rpop('left')    # 如果存在，则返回：b'4'；不存在则返回：None

lindex(name, index) 查询name中某个索引位置的值

lindex('left', 3)    # 如果存在，则返回：'b2'；不存在则返回：None

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

lrange('left', 2, 4)    # 存在则返回列表：[b'3', b'2', b'1']；不存在则返回：[]

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

name，redis的name
start，索引的起始位置
end，索引结束位置（大于列表长度，则代表不移除任何）

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

src，要取数据的列表的name
dst，要添加数据的列表的name

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

 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

自定义增量迭代(生成器的使用场景)

# 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容撑爆，所有有必要自定义一个增量迭代的功能：
import redis
conn=redis.Redis(host='127.0.0.1',port=6379)
# conn.lpush('test',*[1,2,3,4,45,5,6,7,7,8,43,5,6,768,89,9,65,4,23,54,6757,8,68])
# conn.flushall()
def scan_list(name,count=2):
    index=0
    while True:
        data_list=conn.lrange(name,index,count+index-1)
        if not data_list:
            return
        index+=count
        for item in data_list:
            yield item
print(conn.lrange('test',0,100))
for item in scan_list('test',5):
    print('---')
    print(item)

3.hash哈希操作

hset(name, key=None, value=None, mapping=None) 设置单个键值对

hset('hash1', 'name', 'xxq')    # 不存在则创建，返回：1；存在则覆盖，并返回：0

hmset(name, mapping) 设置多键值对

hmset('hash2',{'key1':'value1','key2':'value2'})    # 不存在则创建，返回：1；存在则覆盖，并返回：0

hget(name, key) 查询单个键值对

hget('hash1', 'name')    # 存在则返回查询到的value；不存在则返回：None

hmget(name, keys, *args) 查询多个键值对

hmget('hash1', 'name1', 'name2')    # 存在则返回列表：[b'xxq', b'xxq']；不存在则返回：[None, None]
hmget('hash1', ['name1', 'name2'])    # 存在则返回列表：[b'xxq', b'xxq']；不存在则返回：[None, None]

hgetall(name) 获取一个name的全部信息

hgetall('hash1')    # 若存在，则返回列表：{b'name': b'xxq11', b'name1': b'xxq', }；若不存在，则返回：{}

hlen(name) 获取name内键值对的个数

hlen('hash')

hkeys(name) 获取name内所有的key的值

hkeys('hash')

hvals(name) 获取name内所有的value的值

hvals('hash')

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

 hexists('hash')

hdel(name,*keys)

# 将name对应的hash中指定key的键值对删除
print(re.hdel('xxx','sex','name'))

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）

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

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，从而放置内存被撑爆
 
# 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

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

4.set集合操作

sadd(name,values)

# name对应的集合中添加元素

scard(name)

获取name对应的集合中元素个数

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

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

sinter(keys, *args)

# 获取多一个name对应集合的并集

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

sismember(name, value)

# 检查value是否是name对应的集合的成员

smembers(name)

# 获取name对应的集合的所有成员

smove(src, dst, value)

# 将某个成员从一个集合中移动到另外一个集合

spop(name)

# 从集合的右侧（尾部）移除一个成员，并将其返回

srandmember(name, numbers)

# 从name对应的集合中随机获取 numbers 个元素

srem(name, values)

# 在name对应的集合中删除某些值

srem(name, values)

# 在name对应的集合中删除某些值

sunion(keys, *args)

# 获取多一个name对应的集合的并集

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

sscan(name, cursor=0, match=None, count=None)
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.zset有序集合操作

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(name, *args, **kwargs)

# 在name对应的有序集合中添加元素
# 如：
     # zadd('zz', 'n1', 1, 'n2', 2)
     # 或
     # zadd('zz', n1=11, n2=22)

zcard(name)

# 获取name对应的有序集合元素的数量

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

zincrby(name, value, amount)

# 自增name对应的有序集合的 name 对应的分数

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
 
# 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)

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

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)

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'])

zremrangebyrank(name, min, max)

# 根据排行范围删除

zremrangebyscore(name, min, max)

# 根据分数范围删除

zremrangebylex(name, min, max)

# 根据值返回删除

zscore(name, value)

# 获取name对应有序集合中 value 对应的分数

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

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

zscan(name, cursor=0, match=None, count=None, score_cast_func=float)

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

四：深入Redis

1.其他操作

delete(*names)

# 根据删除redis中的任意数据类型

exists(name)

# 检测redis的name是否存在

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 

expire(name ,time)

# 为某个redis的某个name设置超时时间

rename(src, dst)

# 对redis的name重命名为

move(name, db))

# 将redis的某个值移动到指定的db下

randomkey()

# 随机获取一个redis的name（不删除）

type(name)

# 获取name对应值的类型

scan(cursor=0, match=None, count=None)

scan_iter(match=None, count=None)

# 同字符串操作，用于增量迭代获取key

2.管道

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。

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

3.Django中使用redis

方式一：

utils文件夹下，建立redis_pool.py

import redis
POOL = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379,password='123456',max_connections=1000)

视图函数中：

import redis
from django.shortcuts import render,HttpResponse
from utils.redis_pool import POOL

def index(request):
    conn = redis.Redis(connection_pool=POOL)
    conn.hset('kkk','age',18)

    return HttpResponse('设置成功')
def order(request):
    conn = redis.Redis(connection_pool=POOL)
    conn.hget('kkk','age')

    return HttpResponse('获取成功')

方式二：

安装django-redis模块

pip3 install django-redis

setting中

# redis配置
CACHES = {
    "default": {
        "BACKEND": "django_redis.cache.RedisCache",
        "LOCATION": "redis://127.0.0.1:6379",
        "OPTIONS": {
            "CLIENT_CLASS": "django_redis.client.DefaultClient",
            "CONNECTION_POOL_KWARGS": {"max_connections": 100}
            # "PASSWORD": "123",
        }
    }
}

视图函数中：

from django_redis import get_redis_connection
conn = get_redis_connection('default')
print(conn.hgetall('xxx'))