Redis 操作入門

第一部分 Redis 安裝

一、Windows 上安裝 Redis

由於 Redis 沒有官方的 Windows 版本，所以需要在 Windows 上安裝第三方的 Windows 版本的 Redis，但該第三方的 Redis 版本太低，只適合測試用，無法用在正式的生產環境中，因此一般還是推薦在 Linux 上安裝 Redis。

1. 下載第三方 Redis 版本：https://github.com/MicrosoftArchive/redis/releases/。

   
   下載這兩個都可以，msi 是可執行的文件格式，這裏下載 zip 格式的。

2. 解壓之後，將 Redis 目錄配置到環境變量，打開 cmd，執行下列命令啓動 Redis 服務：

   redis-server
   

   執行命令後會出現如下界面：
   
   這時候，Windows 防火牆會彈出報警窗口，勾選“專用網絡”，並點擊“允許訪問”：
   

3. 再打開一個 cmd（之前的不要關），輸入如下命令進入 Redis 交互環境：

   redis-cli
   

   進入交互環境，輸入幾條命令試試有沒有安裝成功：
   

二、Ubuntu 上安裝 Redis

相較於在 Windows 上安裝 Redis，在 Ubuntu 系統上打開 Terminal 終端通過下面的命令就可以安裝，很方便：

apt-get update

apt-get install redis-server

和剛纔 Windows 上一樣的，先啓動 Redis 服務，然後再打開一個終端進入交互環境：

redis-server

redis-cli

三、Mac OS 上安裝 Redis

打開終端，從源碼編譯安裝，依次輸入下列命令：

cd 準備好的安裝目錄

wget http://download.redis.io/releases/redis-stable.tar.gz

tar xzf redis-stable.tar.gz

cd redis-stable

make

sudo ln -s 安裝目錄/redis-stable/src/redis-server /bin/redis-server

sudo ln -s 安裝目錄/redis-stable/src/redis-cli /bin/redis-cli

redis-server 安裝目錄/redis-stable/src/redis.conf

四、安裝 redis-py 第三方庫

redis-py 是 Redis 在Python 上的第三方庫，可以通過以下方式安裝：

python3 -m pip install redis

或

pip3 install redis

打開 Python 交互環境，嘗試導入 redis，如果系統不報錯，則說明導入成功，即安裝成功：

第二部分 初步瞭解 Redis

一、基本準備

1. Redis 可以存儲鍵 Key 與 5 種不同的基本數據結構類型之間的映射，這 5 種數據結構類型分別爲 STRING（字符串）、LIST（列表）SET（集合）、HASH（散列）和 ZSET（有序集合）。

2. 鍵 Key 可以是數字、大小寫字母、下畫線或者中文，但不建議使用中文。

3. Redis 的命令是不區分大小寫的，一般小寫方便於辨認，不過需要注意的是，Redis 中的鍵和值的書寫是區分大小寫的。

4. Redis 有一個在線測試的網站，可以在上面進行一系列 Redis 的數據庫操作，和安裝在本機上的 Redis 有着同樣的效果，網址：http://try.redis.io/。

5. 通過下列命令可以查看當前數據庫中所有的 Key：

   keys *
   

   注意，如果 Redis 中有大量 key，那麼執行 keys * 命令會對 Redis 性能造成短暫影響，甚至導致 Redis 失去響應。因此，絕對不應該在不清楚當前有多少 key 的情況下冒然列出當前所有的 key。

6. 雖然 key 可以使用中文，但是使用 redis-cli 打開交互界面時不建議使用，因爲在列出當前所有 key 時，中文內容會顯示亂碼，變得難以閱讀，不過使用 redis-cli --raw 打開交互界面可以解決中文問題：
   注意，在 Windows 上安裝第三方 Redis 的可能會出現奇怪的情況，也是亂碼，但亂得離譜，如下：
   
   網上說是 cmd 編碼默認爲 gbk 的原因，然後我在 cmd 上執行 chcp 65001 命令（修改爲 utf-8 編碼）之後再進 redis，結果一輸中文就會閃退（不過確實可以顯示那麼一兩秒），我懷疑是版本太低的原因，因爲 Windows 上安裝的第三方的 Redis 版本才更到 3.2 的版本，之後去 Linux 系統上安裝了一個新版本的 Redis，輸中文沒有問題，如果沒有 Linux 系統的朋友建議在 Windows 上安裝 Docker，然後在 Docker 上弄。

7. redis-py 操作數據庫使用的關鍵字與 redis-cli 基本一致，只是形式不一樣，下面展示一下使用 redis-py 的示例：

   首先，在做數據庫操作之前，肯定都要連接 Redis 數據庫，如下：

   import redis
   # 創建一個 Redis 的客戶鏈接
   client = redis.Redis()
   

   然後我們嘗試一下如何實現剛剛說過的基本操作 keys *：

   # 等價於 redis-cli 下的 keys *，中文顯示會亂碼，因爲它返回的是 bytes 型的 key 的列表
   keys = client.keys()
   print(keys)
   
   # 等價於 redis-cli --raw 下的 keys *，可以顯示中文
   keys = [key.decode() for key in keys]
   print(keys)
   

   該段代碼和 redis-cli 中的命令 kesy * 的效果類似，會打印數據庫中所有的 Key，類似如下輸出：
   

二、字符串

Redis 中的字符串相對而言比較好理解，下面依次展示一下它的基本操作。

1 創建字符串

在 Redis 中，創建字符串的基本形式爲 set key value，例如：

set hello i_am_chinese

如果值的內容有空格，那麼直接添加值就會報錯，爲防止報錯，則需要使用雙引號把有空格的內容包起來，格式如下:

set "Hello" "I am Chinese"

在 key 當中使用冒號是表示作爲分隔符，沒有特殊意義，使用其他分隔符亦可：

set Chinese:Wuhan "Beautiful!"

使用 redis-py 創建字符串的方式如下，打印出 True 說明創建成功：

print(client.set("武漢", "陷入困境"))

2 獲取字符串

在 Redis 中，創建字符串的基本形式爲 get key，例如：

get Chinese:Wuhan

如果試圖獲取一個不存在的 Key，則會返回 (nil)。

使用 redis-py 獲取字符串的方式如下，打印出 陷入困境 說明獲取成功：

value = client.get("武漢")
print(value.decode())

如果要獲取現在數據庫中的全部字符串，可以使用如下方法（此時數據庫應沒有其他數據結構，否則該段代碼執行會出錯）：

values = [client.get(key).decode() for key in keys]
print(values)

3 更新字符串

通過 set 命令就可以更新字符串，非常方便，基本格式爲 set key new_value，例如：

set Hello "你才日本人呢！I'm Chinese!"

不過如果不希望 set 命令覆蓋舊值的話，可以使用參數“NX”，使用該參數時，如果 key 已經存在與 Redis 中，那麼就不覆蓋，直接放棄放棄操作：

set Hello "我是火星人" NX

如果需要做的更新是給字符串末尾加上其他字符串，則可以不使用 set 命令，而改用 append 命令，基本格式爲 append key append_value：

append Hello "我也不是火星人"

使用 redis-py 更新字符串的方式如下

print(client.set("武漢", "加油"))
print(client.get("武漢").decode())
print(client.set("武漢", "暫停", nx=True))
print(client.get("武漢").decode())
print(client.append("武漢", "必勝"))
print(client.get("武漢").decode())

出現如下結果，說明操作成功，第三行的 None 是因爲我們將 nx 參數設置爲了 True，而 武漢 已經存在與 Redis 中，那麼就不覆蓋，直接放棄更新操作，返回 None：

4 數字操作

字符串作爲一個數據結構，雖然命名爲字符串，但也可以保存數字，基本格式也是 set key value，例如：

set year 2020

我們還可以通過以下命令來改變數字的值：

數字加一：incr year

數字減一：decr year

數字增加 n：incrby year 5

數字減少 n：decrby year 3

在 redis-py 中，client.incr() 與 client.decr() 都可以接收兩個參數，第 1 個參數是 key，第 2 個參數是數字，第 2 個參數可以省略，省略時表示 1，如下：

print(client.set("students_num", 60))
print(client.incr("students_num", 1))
print(client.decr("students_num", 1))
print(client.incr("students_num", 10))
print(client.decr("students_num", 4))

執行代碼會輸出如下結果，client.incr() 與 client.decr() 都會返回操作後數字的值：

4 注意事項

1. 使用 redis-py 時，不論是 Python 的字符串還是數字，一旦進了 Redis 再出來就會變成 bytes 型的數據，因此需要注意做好格式轉換，如下：

   print(client.set("students_num", 60))
   number = client.get("students_num")
   print(number)
   print(type(number))
   

   執行代碼會出現下面的輸出：
   

2. 在工程上，Redis 的字符串常用來記錄簡單的映射關係，比如記錄用戶的 ID 和用戶名，一般只應用在小量級的數據記錄中。如果數據量超過百萬級別，那麼使用字符串來保存簡單的映射關係將會浪費大量內存。此時需要使用 Redis 的另一種數據結構 Hash，儲存相同量級的數據，Hash 結構消耗的內存只有字符串結構的 1/4， 但查詢速度卻不會比字符串差。

3. 由於 Redis 的數據保存在內存中，所以查詢的速度非常快，可以滿足對查詢速度要求比較高但查詢邏輯簡單的查詢操作。

三、列表

Redis 中的列表，與 Python 的列表在行爲上有不少相似之處，可以對比着學習，Redis 的列表有 17 條不同的操作命令，下面通過操作展示 7 條常用命令。

1 插入數據

Redis 的列表插入數據的基本格式爲 lpush key value1 value2 value3 和 rpush key value1 value2 value3，我們可以插入 1 個或者多個數據，如果有多個，應使用空格將它們隔開，如果一個數據內部本身就有空格，那麼就使用引號包起來，例如：

從列表左側插入數據

lpush database mysql mongodb redis

從列表右側插入數據

rpush example Hi "Are you OK"

需要注意的是，執行插入命令時，寫在左邊的數據先插入，redis 的列表真的很像一個雙端的棧，如下所示，其中，插入數據時返回的數字表示加上插入的數據後列表中的元素個數：

使用 redis-py 實現：

print(client.lpush("num", 11, 22))

print(client.rpush("num", 33, 44))

插入多個數據比較方便的是通過以下操作實現，在 Python 的列表的左側使用星號表示將列表解開成多個獨立的實參傳入函數：

datas = [1, 2, 3, 4]
print(client.lpush("num", *datas))

datas = [5, 6, 7, 8]
print(client.rpush("num", *datas))

以上這些插入數據的代碼執行的輸出爲：

2 查看列表的長度

查看列表長度的基本格式爲 llen key，例如：

llen num

使用 redis-py 實現：

print(client.llen("num"))

3 根據索引查看列表數據

Redis 的列表也有索引，從 0 開始編號，基本格式爲 lrange key 開始索引 結束索引，如果結束索引超出索引範圍，會返回列表所有數據，例如：

lrange num 0 100

使用 redis-py 實現：

print(client.lrange("num", 0, 100))

將返回的元素轉化成非 bytes 型：

print([element.decode() for element in client.lrange("num", 0, 100)])

4 彈出並刪除數據

Redis 中的列表可以分別從左邊和右邊彈出數據然後將該數據返回，並且會在列表中刪除彈出的數據，基本格式爲 lpop key 和 rpop key，例如：

lpop num

rpop num

使用 redis-py 實現：

print(client.lpop("num"))

print(client.rpop("num"))

5 修改數據

Redis 列表修改其中的數據也很簡單，基本格式爲 lset key index new_value，例如：

lset num -1 32

使用 redis-py 實現：

print(client.lset("num", 0, 0))

6 注意事項

1. 列表裏可以有成千上萬上百萬的數據，所以，使用列表控制 Key 的規模是一種比較好的選擇。

2. Redis 的列表雖然和 Python 中的列表相似，但是還有一些差別，比如說索引“切片”操作，python 列表切片時不包含冒號右邊的索引對應的值，但 redis 列表包含，如下：
   
   

3. 由於一個列表可以儲存幾百萬條數據，所以，絕對不可冒然列出一個列表裏面的所有數據，否則可能導致大量數據輸出而瞬間耗盡系統的 I/O 資源，我們應該先查看列表的長度，如果確定數據量很小，則列出所有的值；如果數據量很大，則可以使用索引查看頭幾條數據與末尾幾條數據。

四、集合

在工程中，Redis 的集合一般有兩種用途，一種是根據集合內數據不重複的特性實現去重並記錄信息，另一種是利用多個集合計算交集、並集和差集。

Redis 的集合與 Python 的集合有非常多的相似之處，可以對比學習，集合有 15 條操作命令，下面介紹一下常用的 9 條命令。

1 插入數據：

與 Redis 列表不同，Redis 集合插入數據時返回的值表示實際插入數據的數量，如果要插入的元素已經在集合中，則返回 0，插入數據的基本格式爲 sadd key value1 value2 value3，例如：

sadd students "張三" "李四" "王五" "Tony" "Smith" "Alice"

使用 redis-py 實現：

print(client.sadd("students", "張三", "Tom", "王五", "二蛋", "小明", "大黃", "黑子"))

這句 Python 代碼會打印出 5 而不是 7，因爲 “張三” 和 “王五” 這兩個值已經在 students 集合當中了，因此此時實際插入的數據只有其他 5 個，因此返回值是 5。

2 查看集合中元素數量：

查看集合中有多少個元素可以使用 scard 命令來完成，基本格式爲 scard key，例如：

scrad students

使用 redis-py 實現：

print(client.scard("students"))

3 隨機獲取集合中的數據：

可以使用 spop 命令來隨機獲取集合中的數據，獲取的同時，該數據也從集合中刪除，該操作和 Redis 列表的彈出操作類似，只不過沒有方向之說了，而是隨機的，其基本格式爲 spop key [count]，count 可選，默認爲 1，如果 count 超過集合中元素的總數量，則獲取集合中所有元素，例如：

spop students 2

使用 redis -py 實現：

print(client.spop("students"))

注意，Python 中，spop 無 count 參數，一次只能獲取一條數據，因此想要獲取集合當中所有，可以使用循環實現：

for i in range(3):
	print(client.spop("students"))

4 獲取集合中所有數據：

使用 smembers 命令獲取集合中所有數據不會刪除數據，基本格式爲 smembers key，例如：

smembers students

也可以通過 redis-py 實現，不過函數返回的數據格式爲 Python 中的集合，注意，返回的集合中的元素都是 bytes 類型的：

print(client.smembers("students"))

要警惕的是，如果集合裏的數據量極大，就應該慎重使用獲取所有數據，因爲這樣會導致系統的 I/O 資源瞬間被耗盡。

5 判斷集合是否包含某個元素：

有時候，我們想判斷某個元素是否在集合當中來幫助我們進行決策，基本格式爲 sismember key value，例如：

sismember students "黑子"

使用 redis-py 實現：

print(client.sismember("students", "二蛋"))

6 刪除數據：

刪除數據命令的基本格式爲 srem key value1 value2 value3，如果刪除不存在的數據，並不會報錯，只會返回實際刪除的元素的個數，例如：

srem students "米老鼠" "Tom" "二蛋"

使用 redis-py 實現：

print(client.srem("students", "混蛋", "Tony"))

7 集合的交、並、差

集合的交、並、差通常可以很方便地幫助我們處理集合，下面是它們分別在 redis-cli 和 redis-py 上的基本格式，至於例子就不舉了，這些都是大家非常熟悉的東西了：

1. 集合的交：

   sinter key1 key2 key3
   

   client.sinter(key1, key2, key3)
   

2. 集合的並：

   sunion key1 key2 key3 
   

   client.sunion(key1, key2, key3)
   

3. 集合的差，求所有隻在 key1 集合中有，而 key2、key3 集合中沒有的數據構成的集合

   sdiff key1 key2 key3
   

   client.sdiff(key1, key2, key3)