redis简介

Redis(全称为Remote Dictionary Server)是一个开源的高性能键值对存储系统,具有快速、灵活和可扩展的特性。它是一个基于内存的数据结构存储系统,可以用作数据库、缓存和消息代理。

Redis 的主要特点和用途:

  • 高性能:Redis 数据存储在内存中,因此能够提供极快的读写操作。它采用单线程模型和异步 I/O,避免了多线程的竞争和阻塞,从而达到了非常高的性能。
  • 数据结构多样:Redis 支持多种数据结构,包括字符串(String)、哈希(Hash)、列表(List)、集合(Set)和有序集合(Sorted Set)。
  • 持久化支持:Redis 提供了两种持久化方式,即快照(Snapshotting)和日志追加(Append-only file,AOF)。快照方式将 Redis 内存数据以二进制格式写入磁盘,而 AOF 则通过追加记录 Redis 的操作命令来实现持久化。
  • 发布/订阅:Redis 支持发布/订阅模式,可以用作消息代理。发布者将消息发送到指定的频道,订阅者则可以接收和处理这些消息。这种模式在构建实时通信、事件驱动系统和消息队列等场景中非常有用。
  • 分布式缓存:Redis可以通过主从复制和分片来实现数据的分布式存储和高可用性。主从复制可以将数据复制到多个从节点,实现读写分离和数据备份。而分片则可以将数据分布在多个Redis节点上,实现横向扩展和负载均衡。
  • 事务支持:Redis 支持事务,开发者可以将多个操作组合成一个原子性的操作序列,保证这些操作要么全部执行成功,要么全部不执行。
  • 功能丰富:Redis不仅仅是一个简单的缓存,它还提供了许多其他功能,如事务支持、Lua脚本执行、定时任务、原子操作等。这使得开发者可以在Redis中实现更复杂的应用逻辑。

Redis 与其他 key-value 存储有什么不同?

  • Redis 比起其它键值类数据库,值可以包含更复杂的数据类型,并且在数据类型上定义原子操作。Redis 数据类型与基本数据结构密切相关,并直接向程序员公开,无需额外的抽象层。
  • Redis 运行在内存中,因此性能极高 – Redis能读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s ,并且可以持久化到磁盘。内存数据库的另一个优点是,与磁盘上的相同数据结构相比,复杂数据结构的内存表示更易于操作,因此 Redis 可以做很多事情而内部复杂性很小。

Redis 架构

Redis 主要由有两个程序组成:

  • Redis 客户端 redis-cli
  • Redis 服务器 redis-server

redis-serverRedis 服务器程序,也就是启动 Redis 服务的命令。作用是启动 Redis 服务,负责数据的存储和管理。客户端、服务器可以位于同一台计算机或两台不同的计算机中。Redis-server运行后会开启一个 Redis 实例,监听客户端连接,处理读写请求、持久化、订阅发布等功能。

redis-cliRedis 官方的命令行工具,用来连接 Redis 服务器并与之交互。你可以用它执行 Redis 命令,比如 getsetkeysflushall 等。作用是连接 Redis 服务器并发送命令进行调试或操作。

一般在项目中,我们不会直接使用redis-cli,而是会使用编程语言的redis模块作为客户端,直接和redis-server交互。例如python中,会使用python的redis模块。或者使用celery这样的任务队列,将redis-server作为消息后端。

安装

windows下安装

Redis 官方不建议在 windows 下使用 Redis,所以官网没有 windows 版本可以下载。如果你必须要在windows下使用redis,微软团队维护了开源的 windows 版本。尽管如此,windows系统下更推荐使用wsl +Redis。

Ubuntu下安装

在 Ubuntu 系统安装 Redi 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

启动redis服务进程后,就可以使用测试客户端程序redis-cli和redis服务交互了。

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

以上说明我们已经成功安装了redis。

Docker安装(推荐)

拉取最新镜像

# 拉取官方的最新版本的镜像:
docker pull redis:latest

# 查看是否已安装了 redis:
docker images

运行redis容器

docker run -d --name redis-test -p 6379:6379 redis

基于配置文件运行redis容器

配置文件
# 限制redis只能本地访问
# bind 127.0.0.1 -::1
 
protected-mode yes # 默认 yes,开启保护模式,限制为本地访问
 
daemonize no # 默认no,改为yes意为以守护进程方式启动,可后台运行,除非kill进程,改为yes会使配置文件方式启动redis失败
# 【强制建议】 将 daemonize yes 注释起来或 daemonize no设置,因为该配置和docker run中 -d 参数冲突,会导致容器一直启动失败
 
databases 16 # 数据库个数(可选)
 
dir  ./ # 输入本地redis数据库存放文件夹,默认即 ./(可选)
 
appendonly yes # redis持久化,默认:no(可选)
 
logfile "redis.log" # 日志文件,默认 ""。 "redis.log" 对应的物理存储目录: /data/redis/data/redis.log | Specify the log file name. Also the empty string can be used to force . Redis to log on the standard output. Note that if you use standard output for logging but daemonize, logs will be sent to /dev/null
 
requirepass 123456 # 设置密码。
启动容器
docker run \
--restart always \
-p 6379:6379 --name redis \
--privileged=true \
-v /data/redis/redis.conf:/etc/redis/redis.conf \
-v /data/redis/data:/data:rw \
-d redis redis-server /etc/redis/redis.conf \
--appendonly yes
  • -p 6379:6379 : 第1个 6379 端口:是指宿主机的映射端口 ; 第2个 6379 端口:是指容器的被映射端口
  • -d : 后台启动redis
  • redis-server /etc/redis/redis.conf : 以配置文件启动redis,加载容器内的conf文件。docker 镜像 redis 默认 无配置文件启动。
  • --appendonly yes : 开启 redis 持久化
  • --requirepass "123456" : 设置认证密码 【此处没选择这种方式】
检查启动日志
docker logs redis-test

Python Redis

安装redis模块

在开始之前,请确保已经安装好了Redis及RedisPy库。

在此之前,我们已经通过Docker安装并启动了Redis,因此还需要安装python的redis 模块。

pip install redis

redis模块提供两个类RedisStrictRedis来实现Redis的命令操作。官方推荐使用StrictRedis,所以本节中我们也用StrictRedis类的相关方法作演示。

连接Redis

现在我们已经在本地安装了Redis并运行在6379端口,密码设置为foobared。那么,可以用如下示例连接Redis并测试:

from redis import StrictRedis
redis = StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)  
# 存在密码的话:可以设定password='yourpassword'
# redis 取出的结果默认是字节,可以设定 decode_responses=True 改成字符串。

redis.set('name', 'Bob')
print(redis.get('name'))

python-redis

redis操作

键操作

redis是一个键值对存储系统,对于键的常用操作如下:

方法 作用 参数说明 示例 示例说明 示例结果
exists(name) 判断一个键是否存在 name:键名 redis.exists(‘name’) 是否存在name这个键 True
delete(name) 删除一个键 name:键名 redis.delete(‘name’) 删除name这个键 1
type(name) 判断键类型 name:键名 redis.type(‘name’) 判断name这个键类型 b’string’
keys(pattern) 获取所有符合规则的键 pattern:匹配规则 redis.keys(‘n*’) 获取所有以n开头的键 [b’name’]
randomkey() 获取随机的一个键 randomkey() 获取随机的一个键 b’name’
rename(src, dst) 重命名键 src:原键名;dst:新键名 redis.rename(‘name’, ‘nickname’) 将name重命名为nickname True
dbsize() 获取当前数据库中键的数目 dbsize() 获取当前数据库中键的数目 100
expire(name, time) 设定键的过期时间,单位为秒 name:键名;time:秒数 redis.expire(‘name’, 2) 将name键的过期时间设置为2秒 True
ttl(name) 获取键的过期时间,单位为秒,-1表示永久不过期 name:键名 redis.ttl(‘name’) 获取name这个键的过期时间 -1
move(name, db) 将键移动到其他数据库 name:键名;db:数据库代号 move(‘name’, 2) 将name移动到2号数据库 True
flushdb() 删除当前选择数据库中的所有键 flushdb() 删除当前选择数据库中的所有键 True
flushall() 删除所有数据库中的所有键 flushall() 删除所有数据库中的所有键 True

值操作

Redis中有以下几种值的类型,每种类型的操作不太一样:

  • String: 字符串
  • List: 列表
  • Set: 集合
  • Sorted Set: 有序集合
  • Hash: 散列
1. 字符串

Redis最基本的键值对形式存储:

方法 作用 参数说明 示例 示例说明 示例结果
set(name, value) 给数据库中键为name的string赋予值value name: 键名;value: 值 redis.set(‘name’, ‘Bob’) 给name这个键的value赋值为Bob True
get(name) 返回数据库中键为name的string的value name:键名 redis.get(‘name’) 返回name这个键的value b’Bob’
getset(name, value) 给数据库中键为name的string赋予值value并返回上次的value name:键名;value:新值 redis.getset(‘name’, ‘Mike’) 赋值name为Mike并得到上次的value b’Bob’
mget(keys, *args) 返回多个键对应的value keys:键的列表 redis.mget([‘name’, ‘nickname’]) 返回name和nickname的value [b’Mike’, b’Miker’]
setnx(name, value) 如果不存在这个键值对,则更新value,否则不变 name:键名 redis.setnx(‘newname’, ‘James’) 如果newname这个键不存在,则设置值为James 第一次运行结果是True,第二次运行结果是False
setex(name, time, value) 设置可以对应的值为string类型的value,并指定此键值对应的有效期 name: 键名;time: 有效期; value:值 redis.setex(‘name’, 1, ‘James’) 将name这个键的值设为James,有效期为1秒 True
setrange(name, offset, value) 设置指定键的value值的子字符串 name:键名;offset:偏移量;value:值 redis.set(‘name’, ‘Hello’) redis.setrange(‘name’, 6, ‘World’) 设置name为Hello字符串,并在index为6的位置补World 11,修改后的字符串长度
mset(mapping) 批量赋值 mapping:字典 redis.mset({‘name1’: ‘Durant’, ‘name2’: ‘James’}) 将name1设为Durant,name2设为James True
msetnx(mapping) 键均不存在时才批量赋值 mapping:字典 redis.msetnx({‘name3’: ‘Smith’, ‘name4’: ‘Curry’}) 在name3和name4均不存在的情况下才设置二者值 True
incr(name, amount=1) 键为name的value增值操作,默认为1,键不存在则被创建并设为amount name:键名;amount:增长的值 redis.incr(‘age’, 1) age对应的值增1,若不存在,则会创建并设置为1 1,即修改后的值
decr(name, amount=1) 键为name的value减值操作,默认为1,键不存在则被创建并将value设置为-amount name:键名; amount:减少的值 redis.decr(‘age’, 1) age对应的值减1,若不存在,则会创建并设置为-1 -1,即修改后的值
append(key, value) 键为name的string的值附加value key:键名 redis.append(‘nickname’, ‘OK’) 向键为nickname的值后追加OK 13,即修改后的字符串长度
substr(name, start, end=-1) 返回键为name的string的子串 name:键名;start:起始索引;end:终止索引,默认为-1,表示截取到末尾 redis.substr(‘name’, 1, 4) 返回键为name的值的字符串,截取索引为1~4的字符 b’ello’
getrange(key, start, end) 获取键的value值从start到end的子字符串 key:键名;start:起始索引;end:终止索引 redis.getrange(‘name’, 1, 4) 返回键为name的值的字符串,截取索引为1~4的字符 b’ello’
2. 列表

Redis还提供了列表存储,列表内的元素可以重复,而且可以从两端存储,用法如下表所示。

方法 作用 参数说明 示例 示例说明 示例结果
rpush(name, *values) 在键为name的列表末尾添加值为value的元素,可以传多个 name:键名;values:值 redis.rpush(‘list’, 1, 2, 3) 向键为list的列表尾添加1、2、3 3,列表大小
lpush(name, *values) 在键为name的列表头添加值为value的元素,可以传多个 name:键名;values:值 redis.lpush(‘list’, 0) 向键为list的列表头部添加0 4,列表大小
llen(name) 返回键为name的列表的长度 name:键名 redis.llen(‘list’) 返回键为list的列表的长度 4
lrange(name, start, end) 返回键为name的列表中start至end之间的元素 name:键名;start:起始索引;end:终止索引 redis.lrange(‘list’, 1, 3) 返回起始索引为1终止索引为3的索引范围对应的列表 [b’3’, b’2’, b’1’]
ltrim(name, start, end) 截取键为name的列表,保留索引为start到end的内容 name:键名;start:起始索引;end:终止索引 ltrim(‘list’, 1, 3) 保留键为list的索引为1到3的元素 True
lindex(name, index) 返回键为name的列表中index位置的元素 name:键名;index:索引 redis.lindex(‘list’, 1) 返回键为list的列表索引为1的元素 b’2’
lset(name, index, value) 给键为name的列表中index位置的元素赋值,越界则报错 name:键名;index:索引位置;value:值 redis.lset(‘list’, 1, 5) 将键为list的列表中索引为1的位置赋值为5 True
lrem(name, count, value) 删除count个键的列表中值为value的元素 name:键名;count:删除个数;value:值 redis.lrem(‘list’, 2, 3) 将键为list的列表删除两个3 1,即删除的个数
lpop(name) 返回并删除键为name的列表中的首元素 name:键名 redis.lpop(‘list’) 返回并删除名为list的列表中的第一个元素 b’5’
rpop(name) 返回并删除键为name的列表中的尾元素 name:键名 redis.rpop(‘list’) 返回并删除名为list的列表中的最后一个元素 b’2’
blpop(keys, timeout=0) 返回并删除名称在keys中的list中的首个元素,如果list为空,则会一直阻塞等待,超时或发现可弹出元素为止。 keys:键列表;timeout: 超时等待时间,0为一直等待 redis.blpop(‘list’) 返回并删除键为list的列表中的第一个元素 [b’5’]
brpop(keys, timeout=0) 返回并删除键为name的列表中的尾元素,如果list为空,则会一直阻塞等待,超时或发现可弹出元素为止。 keys:键列表;timeout:超时等待时间,0为一直等待 redis.brpop(‘list’) 返回并删除名为list的列表中的最后一个元素 [b’2’]
rpoplpush(src, dst) 返回并删除名称为src的列表的尾元素,并将该元素添加到名称为dst的列表头部 src:源列表的键;dst:目标列表的key redis.rpoplpush(‘list’, ‘list2’) 将键为list的列表尾元素删除并将其添加到键为list2的列表头部,然后返回 b’2’
3. 集合

Redis还提供了集合存储,集合中的元素都是不重复的,用法如下表所示。

方法 作用 参数说明 示例 示例说明 示例结果
sadd(name, *values) 向键为name的集合中添加元素 name:键名;values:值,可为多个 redis.sadd(‘tags’, ‘Book’, ‘Tea’, ‘Coffee’) 向键为tags的集合中添加Book、Tea和Coffee这3个内容 3,即插入的数据个数
smembers(name) 返回键为name的集合的所有元素 name:键名 redis.smembers(‘tags’) 返回键为tags的集合的所有元素 {b’Pen’, b’Book’, b’Coffee’}
srem(name, *values) 从键为name的集合中删除元素 name:键名;values:值,可为多个 redis.srem(‘tags’, ‘Book’) 从键为tags的集合中删除Book 1,即删除的数据个数
spop(name) 随机返回并删除键为name的集合中的一个元素 name:键名 redis.spop(‘tags’) 从键为tags的集合中随机删除并返回该元素 b’Tea’
smove(src, dst, value) 从src对应的集合中移除元素并将其添加到dst对应的集合中 src:源集合;dst:目标集合;value:元素值 redis.smove(‘tags’, ‘tags2’, ‘Coffee’) 从键为tags的集合中删除元素Coffee并将其添加到键为tags2的集合 True
scard(name) 返回键为name的集合的元素个数 name:键名 redis.scard(‘tags’) 获取键为tags的集合中的元素个数 3
sismember(name, value) 测试member是否是键为name的集合的元素 name:键值 redis.sismember(‘tags’, ‘Book’) 判断Book是否是键为tags的集合元素 True
sinter(keys, *args) 返回所有给定键的集合的交集 keys:键列表 redis.sinter([‘tags’, ‘tags2’]) 返回键为tags的集合和键为tags2的集合的交集 {b’Coffee’}
sinterstore(dest, keys, *args) 求交集并将交集保存到dest的集合 dest:结果集合;keys:键列表 redis.sinterstore(‘inttag’, [‘tags’, ‘tags2’]) 求键为tags的集合和键为tags2的集合的交集并将其保存为inttag 1
sunion(keys, *args) 返回所有给定键的集合的并集 keys:键列表 redis.sunion([‘tags’, ‘tags2’]) 返回键为tags的集合和键为tags2的集合的并集 {b’Coffee’, b’Book’, b’Pen’}
sunionstore(dest, keys, *args) 求并集并将并集保存到dest的集合 dest:结果集合;keys:键列表 redis.sunionstore(‘inttag’, [‘tags’, ‘tags2’]) 求键为tags的集合和键为tags2的集合的并集并将其保存为inttag 3
sdiff(keys, *args) 返回所有给定键的集合的差集 keys:键列表 redis.sdiff([‘tags’, ‘tags2’]) 返回键为tags的集合和键为tags2的集合的差集 {b’Book’, b’Pen’}
sdiffstore(dest, keys, *args) 求差集并将差集保存到dest集合 dest:结果集合;keys:键列表 redis.sdiffstore(‘inttag’, [‘tags’, ‘tags2’]) 求键为tags的集合和键为tags2的集合的差集并将其保存为inttag` 3
srandmember(name) 随机返回键为name的集合中的一个元素,但不删除元素 name:键值 redis.srandmember(‘tags’) 随机返回键为tags的集合中的一个元素
4. 有序集合

有序集合比集合多了一个分数字段,利用它可以对集合中的数据进行排序,其用法总结如下表所示。

方法 作用 参数说明 示例 示例说明 示例结果
zadd(name, args, *kwargs) 向键为name的zset中添加元素member,score用于排序。如果该元素存在,则更新其顺序 name: 键名;args:可变参数 redis.zadd(‘grade’, 100, ‘Bob’, 98, ‘Mike’) 向键为grade的zset中添加Bob(其score为100),并添加Mike(其score为98) 2,即添加的元素个数
zrem(name, *values) 删除键为name的zset中的元素 name:键名;values:元素 redis.zrem(‘grade’, ‘Mike’) 从键为grade的zset中删除Mike 1,即删除的元素个数
zincrby(name, value, amount=1) 如果在键为name的zset中已经存在元素value,则将该元素的score增加amount;否则向该集合中添加该元素,其score的值为amount name:key名;value:元素;amount:增长的score值 redis.zincrby(‘grade’, ‘Bob’, -2) 键为grade的zset中Bob的score减2 98.0,即修改后的值
zrank(name, value) 返回键为name的zset中元素的排名,按score从小到大排序,即名次 name:键名;value:元素值 redis.zrank(‘grade’, ‘Amy’) 得到键为grade的zset中Amy的排名 1
zrevrank(name, value) 返回键为name的zset中元素的倒数排名(按score从大到小排序),即名次 name:键名;value:元素值 redis.zrevrank(‘grade’, ‘Amy’) 得到键为grade的zset中Amy的倒数排名 2
zrevrange(name, start, end, withscores=False) 返回键为name的zset(按score从大到小排序)中index从start到end的所有元素 name:键值;start:开始索引;end:结束索引;withscores:是否带score redis.zrevrange(‘grade’, 0, 3) 返回键为grade的zset中前四名元素 [b’Bob’, b’Mike’, b’Amy’, b’James’]
zrangebyscore(name, min, max, start=None, num=None, withscores=False) 返回键为name的zset中score在给定区间的元素 name:键名;min:最低score;max:最高score; start:起始索引;num:个数;withscores:是否带score redis.zrangebyscore(‘grade’, 80, 95) 返回键为grade的zset中score在80和95之间的元素 [b’Bob’, b’Mike’, b’Amy’, b’James’]
zcount(name, min, max) 返回键为name的zset中score在给定区间的数量 name:键名;min:最低score;max:最高score redis.zcount(‘grade’, 80, 95) 返回键为grade的zset中score在80到95的元素个数 2
zcard(name) 返回键为name的zset的元素个数 name:键名 redis.zcard(‘grade’) 获取键为grade的zset中元素的个数 3
zremrangebyrank(name, min, max) 删除键为name的zset中排名在给定区间的元素 name:键名;min:最低位次;max:最高位次 redis.zremrangebyrank(‘grade’, 0, 0) 删除键为grade的zset中排名第一的元素 1,即删除的元素个数
zremrangebyscore(name, min, max) 删除键为name的zset中score在给定区间的元素 name:键名;min:最低score;max:最高score redis.zremrangebyscore(‘grade’, 80, 90) 删除score在80到90之间的元素 1,即删除的元素个数
5. 散列

Redis还提供了散列表的数据结构,我们可以用name指定一个散列表的名称,表内存储了各个键值对,用法总结如下表所示。

方法 作用 参数说明 示例 示例说明 示例结果
hset(name, key, value) 向键为name的散列表中添加映射 name:键名;key:映射键名;value:映射键值 hset(‘price’, ‘cake’, 5) 向键为price的散列表中添加映射关系,cake的值为5 1,即添加的映射个数
hsetnx(name, key, value) 如果映射键名不存在,则向键为name的散列表中添加映射 name:键名;key:映射键名;value:映射键值 hsetnx(‘price’, ‘book’, 6) 向键为price的散列表中添加映射关系,book的值为6 1,即添加的映射个数
hget(name, key) 返回键为name的散列表中key对应的值 name:键名;key:映射键名 redis.hget(‘price’, ‘cake’) 获取键为price的散列表中键名为cake的值 5
hmget(name, keys, *args) 返回键为name的散列表中各个键对应的值 name:键名;keys:映射键名列表 redis.hmget(‘price’, [‘apple’, ‘orange’]) 获取键为price的散列表中apple和orange的值 [b’3’, b’7’]
hmset(name, mapping) 向键为name的散列表中批量添加映射 name:键名;mapping:映射字典 redis.hmset(‘price’, {‘banana’: 2, ‘pear’: 6}) 向键为price的散列表中批量添加映射 True
hincrby(name, key, amount=1) 将键为name的散列表中映射的值增加amount name:键名;key:映射键名;amount:增长量 redis.hincrby(‘price’, ‘apple’, 3) key为price的散列表中apple的值增加3 6,修改后的值
hexists(name, key) 键为name的散列表中是否存在键名为键的映射 name:键名;key:映射键名 redis.hexists(‘price’, ‘banana’) 键为price的散列表中banana的值是否存在 True
hdel(name, *keys) 在键为name的散列表中,删除键名为键的映射 name:键名;keys:映射键名 redis.hdel(‘price’, ‘banana’) 从键为price的散列表中删除键名为banana的映射 True
hlen(name) 从键为name的散列表中获取映射个数 name: 键名 redis.hlen(‘price’) 从键为price的散列表中获取映射个数 6
hkeys(name) 从键为name的散列表中获取所有映射键名 name:键名 redis.hkeys(‘price’) 从键为price的散列表中获取所有映射键名 [b’cake’, b’book’, b’banana’, b’pear’]
hvals(name) 从键为name的散列表中获取所有映射键值 name:键名 redis.hvals(‘price’) 从键为price的散列表中获取所有映射键值 [b’5’, b’6’, b’2’, b’6’]
hgetall(name) 从键为name的散列表中获取所有映射键值对 name:键名 redis.hgetall(‘price’) 从键为price的散列表中获取所有映射键值对 {b’cake’: b’5’, b’book’: b’6’, b’orange’: b’7’, b’pear’: b’6’}

  本篇
redis简介 redis简介
Redis(全称为Remote Dictionary Server)是一个开源的高性能键值对存储系统,具有快速、灵活和可扩展的特性。它是一个基于内存的数据结构存储系统,可以用作数据库、缓存和消息代理。
2024-06-20
下一篇 
uv教程 uv教程
作为Astral团队推出的下一代Python工具链,uv凭借Rust底层架构和极致性能,正在重构全球数百万开发者的工作流。本文将从零开始详解uv的核心语法、进阶技巧.
2024-04-21
   目录