Django筆記：Redis鍵值對資料庫

Redis是一種nosql資料庫（非關系型資料庫），它的資料是以鍵值對的形式保存在記憶體中的，同時也可以定時將資料同步到磁盤檔案中，即實作資料的持久化，相比于Memcached快取系統，它支持更多的資料結構，如string、list（佇列和堆疊）、set（集合）、sorted set（有序集合）、hash（hash表）等，本文只是簡單整理了下學習筆記，感興趣的話可以查看中文官方檔案，

一、使用場景和特點

1. 常用的使用場景

1. 登錄會話存盤：存盤在Redis中，與Memcached相比，資料不會丟失，
2. 排行榜或計數器：一些實時的排行或計數都可以采用Redis來實作，
3. 訊息佇列：如celery就是使用Redis作為中間人，
4. 當前在線人數：實時的資料，但是又不需要存盤到資料庫中，可以采用Redis來實作，
5. 常用的資料快取：如論壇的首頁等不會經常變化的資料存盤到Redis中，
6. 前100文章或評論進行快取：一般情況下，用戶瀏覽資料只會瀏覽前面的部分，可以把這些經常訪問的資料快取到Redis資料庫中，
7. 好友關系：微博的好友關系就是使用Redis實作的，
8. 發布和訂閱功能：可以用來做聊天軟體，

2. 和Memcached的比較

二、安裝和使用

1. 安裝與連接

Redis是不支持Windows系統的，只能在Linux上進行操作，以下示例的命令以ubuntu系統為例，
安裝：sudo apt-get install redis-server，
卸載：sudo apt-get purge --auto-remove redis-server，
啟動：安裝后默認自動啟動，可以通過命令查看行程資訊ps aux|grep redis，也可以通過命令手動啟動sudo service redis-server start（重啟就是restart），
停止：sudo service redis-server stop，
連接redis-server：可以使用命令redis-cli進行連接，相當于Redis的客戶端，命令格式為redis-cli -h [ip] -p [port]，如redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379，Redis默認的啟動埠為6379，
設定密碼：在組態檔/etc/redis/redis.conf中放開requirepass password項，并將password替換為對應的密碼即可，設定密碼后還是可以正常連接，但是連接之后需要先執行auth [password]后才能進行正常的資料更新等操作，不然無法進行正常的操作，當然也可以在連接時是用-a引數指定密碼，如redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 -a 123456，
其他機器連接本機Redis：默認只能本機連接，如果想要其他機器也能連接到本機的Redis，則需要在組態檔/etc/redis/redis.conf中給bind 127.0.0.1之后添加具體的本機ip，如bind 127.0.0.1 xxx.xxx.xxx.xxx，其他機器就能通過后面這個ip來進行連接了，

2. 常用基礎操作

添加：使用set和get命令進行資料的添加和獲取，添加資料時默認為字串型別，如果設定的值中含有空格則需要使用雙引號包裹起來，

127.0.0.1:6379> set username zhangsan
OK
127.0.0.1:6379> get username
"zhangsan"
127.0.0.1:6379> set username "zhang san"
OK
127.0.0.1:6379> get username
"zhang san"

洗掉：使用del命令進行洗掉，

127.0.0.1:6379> del username
(nil)

設定過期時間：添加資料時如果沒有設定過期時間，則默認為永久不過期，可以采用兩種方式設定過期時間，一種是在添加值時進行設定：set key value EX timeout或setex key timeout value，另一種是對已經存在的值進行設定：expire key timeout，timeout單位為秒，
查看過期時間：通過命令ttl key進行查看，
查看所有的key：通過命令keys *進行查看，
洗掉全部資料：flushall洗掉全部鍵值對，實際作業中慎用，

3. 常用串列操作

Redis中串列操作是有專門的命令來執行的，而不是先創建一個串列，再對串列進行操作，
在串列頭/尾添加資料：lpush/rpush key value，將value插入到key對應的串列的表頭/尾，如果key不存在，則創建一個空串列并執行lpush/rpush操作，如果key對應的值不是串列，則會回傳一個錯誤，
查看串列元素：lrange key start stop，回傳串列內指定區間的元素，如果要查看全部元素，則可以使用命令lrange key 0 -1，
移除串列頭/尾元素：lpop/rpop key，移除（彈出）串列頭/尾的一個元素并回傳，
移除串列多個元素：lrem key count value，洗掉串列中指定count個數的value元素，count大于0時，表示從表頭開始搜索并洗掉指定個數值為value的元素；count小于0時，表示從表尾開始搜索并洗掉指定個數（絕對值）值為value的元素；count等于0時，表示洗掉全部值為value的元素，
根據索引查看串列元素：lindex key index，查看指定索引的元素，
查看串列元素個數：llen key，查看串列中的元素個數，

4. 常用集合操作

同串列一樣，不需要先創建集合，再進行集合操作，在往key中添加集合資料時，如果沒有則會自動創建該集合，
添加集合元素：sadd key value1 value2 ...，往集合中添加資料，可以一次添加多個值，
查看集合元素：smembers key，查看集合中的元素，
移除集合元素：srem key value1 value2，移除集合中的元素，可以一次移除多個元素，
查看集合中的元素個數：scard key，查看集合中的元素個數，
查看多個集合的交集：sinter key1 key2，查看多個集合的交集，
查看多個集合的并集：sunion key1 key2，查看多個集合的并集，
查看多個集合的差集：sdiff key1 key2，查看多個集合的差集，

5. 常用hash操作

哈希操作指的是value的資料型別為字典，同樣的，不需要先創建hash表（字典）再進行操作，在添加資料時，如果hash表不存在則會自動創建，
添加資料：hset key field value，在key對應的hash表（字典）中添加一個新的鍵值對field/value，hmset key field1 value1 field2 value2 ...：一次添加多個鍵值對，
查看資料：hget key field，查看key對應的hash表（字典）中field對應的值，
洗掉資料：hdel key field，洗掉key對應的hash表（字典）中field對應的值，
查看所有的子鍵值對：hgetall key，查看key對應的hash表（字典）中所有的field/value，
查看所有的key：hkeys/hvals key，查看key對應的hash表（字典）中所有的field或value，
查看是否存在某個key：hexists key field，查看key對應的hash表（字典）中是否存在指定的field，
查看子鍵值對個數：hlen key，查看查看key對應的hash表（字典）中的鍵值對個數，

6. 常用事務操作

Redis事務可以一次執行多個命令，具有以下兩個基本特征：

• 隔離操作：事務中的所有命令都會序列化、按順序執行，不會被打斷，
• 原子操作：事務中的命令要么全部執行，要么全部不執行，

開啟一個事務：multi，執行這個命令后就開啟了一個事務，之后的所有命令都不會被真正的執行，而是在執行該事務的時候一起執行事務中的所有命令，
執行事務：exec，執行事務中的所有命令，如果事務中的命令有報錯，則該事務也會執行失敗，
取消事務：discard，在使用multi命令后，執行exec命令之前，可以使用discard命令取消并退出事務，
監視：watch key1 key2 ..，監視一個或多個key，在指定監視后，在定義事務程序中，如果該key的值發生了變化，那么執行事務時，對該key的值的修改將不會生效，
取消監視：unwatch，取消監視所有的key，

7. 發布訂閱操作

給某個頻道發布訊息：publish channel message，channel名稱和message內容都可以自定義，
訂閱某個頻道的訊息：subscribe channel1 channel2 ...，執行這個命令后，程式相當于進入了一個死回圈，會一直等待發布者發布訊息，一旦發布者發布了訊息，那么此訂閱程式就能馬上收到訊息，

三、持久化機制

Redis提供了兩種持久化機制或者說備份方式，即RDB和AOF，它們的存盤方式都是存盤在磁盤的特定檔案中，這兩種方式的配置資訊都在組態檔/etc/redis/redis.conf中，它們各自的特點可以參考如下表格，

四、Python操作Redis

安裝：pip install redis，
Python中對應操作的方法名大多和客戶端操作時的命令是一致的，可以參考命令來使用，下面只展示部分的操作方法，更多方法可以查看原始碼，

from redis import Redis

# 連接Redis
cache = Redis(host='192.168.1.17', port=6379, password='123456')

# 1. 普通鍵值對，即value為字串型別
# 添加資料，可以使用ex引數指定過期時間
cache.set('username', 'zhangsan')
# 獲取資料
print(cache.get('username'))
# 洗掉資料
cache.delete('username')

# 2. 串列操作
# 添加資料
cache.lpush('languages', 'python')
cache.lpush('languages', 'java')
# 獲取資料
print(cache.lrange('languages', 0, -1))

# 3. 集合操作
# 添加資料
cache.sadd('person', 'zhangsan')
cache.sadd('person', 'lisi')
# 獲取資料
print(cache.smembers('person'))

# 4. hash操作
# 添加資料
cache.hset('person', 'name', 'zhangsan')
cache.hset('person', 'age', '18')
# 獲取資料
print(cache.hgetall('person'))

# 5. 事務操作
# 創建管道（事務）
pl = cache.pipeline()
# 添加命令
pl.set('username', 'lisi')
pl.set('age', '20')
# 執行事務
pl.execute()

# 6. 發布與訂閱操作
# 監聽操作
ps = cache.pubsub()
# 訂閱頻道
ps.subscribe('mychannel')
while True:
    # 監聽訊息
    for message in ps.listen():
        print(message)

'''
# 發布訊息（在另一個程式中運行）
from redis import Redis

# 連接Redis
cache = Redis(host='192.168.1.17', port=6379, password='123456')

# 發布訊息
for i in range(5):
    cache.publish('mychannel', '[email protected]')
'''

注：本文為學習筆記，發現錯誤歡迎指出，

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