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有洁癖的懒羊羊

已于 2023-06-27 15:52:41 修改

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分类专栏： redis 文章标签： redis 数据库

于 2023-06-25 16:50:48 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/liyunyang2000/article/details/131377839

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本文介绍了Redis的基本概念、作用，详细讲解了其五大数据类型（String、List、Set、Hash、zSet）的操作，包括添加、查询、修改等，并阐述了Redis的主从复制、哨兵模式和集群模式。此外，还展示了如何使用Python与Redis进行交互，包括连接、连接池和基本命令的使用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、简述

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。

二、作用

1、内存存储、持久化，内存中是断电即失

2、效率高，可以用于高速缓存
3、发布订阅系统
4、地图信息分析
5、计时器、计数器（浏览量！例如：京东淘宝购物车）
6、…

三、五大基本数据类型

Key命令

> ping  #查看当前连接是否正常，正常返回PONG
PONG
> clear  #清楚当前控制台（为了更好的看到下面输入的命令）
> keys *  #查看当前库里所有的key
1) "db"
> FLUSHALL  #清空所有库的内容
OK

1.String字符串

# 添加、查询、追加、获取长度，判断是否存在
> set name dingdada  #插入一个key为‘name’值为‘dingdada’的数据
OK
127.0.0.1:6379> get name  #获取key为‘name’的数据
"dingdada"
127.0.0.1:6379> get key1
"hello world!"
127.0.0.1:6379> EXISTS name  #判断key为‘name’的数据存在不存在，存在返回1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> EXISTS name1  #不存在返回0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> APPEND name1 dingdada1  #追加到key为‘name’的数据后拼接值为‘dingdada1’，如果key存在类似于java中字符串‘+’，不存在则新增一个，类似于Redis中的set name1 dingdada1 ，并且返回该数据的总长度
(integer) 9
127.0.0.1:6379> STRLEN name1  #查看key为‘name1’的字符串长度
(integer) 9
127.0.0.1:6379> set key1 "hello world!"  #注意点：插入的数据中如果有空格的数据，请用“”双引号，否则会报错！
OK
127.0.0.1:6379> set key1 hello world!  #报错，因为在Redis中空格就是分隔符，相当于该参数已结束
(error) ERR syntax error
127.0.0.1:6379> set key1 hello,world!  #逗号是可以的
OK

#自增、自减
> set num 0  #插入一个初始值为0的数据
OK
> get num
"0"
> incr num  #指定key为‘num’的数据自增1，返回结果  相当于java中 i++
(integer) 1
> get num  #一般用来做文章浏览量、点赞数、收藏数等功能
"1"
> decr num  #指定key为‘num’的数据自减1，返回结果  相当于java中 i--
(integer) 0
> decr num  #可以一直减为负数~
(integer) -1
> decr num  #一般用来做文章取消点赞、取消收藏等功能
(integer) -2
> INCRBY num 10  #后面跟上by  指定key为‘num’的数据自增‘参数（10）’，返回结果
(integer) 7
> INCRBY num 10
(integer) 17
> DECRBY num 3  #后面跟上by  指定key为‘num’的数据自减‘参数（3）’，返回结果
(integer) 14


#截取、替换
> set key1 "hello world!"
OK
> GETRANGE key1 0 4  #截取字符串，相当于java中的subString，下标从0开始，不会改变原有数据
"hello"
> GETRANGE key1 0 -1  #0至-1相当于 get key1，效果一致，获取整条数据
"hello world!"
> set key2 "hello,,,world!"
OK
> get key2
"hello,,,world!"
> SETRANGE key2 5 888  #此语句跟java中replace有点类似，下标也是从0开始，但是有区别：java中是指定替换字符，Redis中是从指定位置开始替换，替换的数据根据你所需替换的长度一致，返回值是替换后的长度
(integer) 14
> get key2
"hello888world!"

#设置过期时间、不存在设置
#设置过期时间，跟Expire的区别是前者设置已存在的key的过期时间，而setex是在创建的时候设置过期时间
> setex name1 15  dingdada  #新建一个key为‘name1’，值为‘dingdada’，过期时间为15秒的字符串数据
OK
> ttl name1  #查看key为‘name1’的key的过期时间
(integer) 6
> ttl name1  #返回为-2时证明该key已过期，即不存在
(integer) -2
> setnx name2 dingdada2  #如果key为‘name2’不存在，新增数据，返回值1证明成功
(integer) 1
> get name2
"dingdada2"
> keys *
1) "name2"
> setnx name2 "dingdada3"  #如果key为‘name2’的已存在，设置失败，返回值0，也就是说这个跟set的区别是：set会替换原有的值，而setnx不会，存在即不设置，确保了数据误操作~
(integer) 0
> get name2
"dingdada2"

#mset、mget
> mset k1 v1 k2 v2 k3 v3  #插入多条数据
OK
> keys *  #查询所有数据
1) "k2"
2) "k3"
3) "k1"
> mget k1 k2 k3  #查询key为‘k1’，‘k2’，‘k3’的数据
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"
> MSETNX k1 v1 k4 v4  #msetnx是一个原子性的操作，在一定程度上保证了事务！要么都成功，要么都失败！相当于if中的条件&&（与）
(integer) 0
> keys *
1) "k2"
2) "k3"
3) "k1"
> MSETNX k5 v5 k4 v4  #全部成功
(integer) 1
> keys *
1) "k2"
2) "k4"
3) "k3"
4) "k5"
5) "k1"

# getset
> getset name1 dingdada1  #先get再set，先获取key，如果没有，set值进去，返回的是get的值
(nil)
> get name1
"dingdada1"
> getset name1 dingdada2  ##先获取key，如果有，set（替换）最新的值进去，返回的是get的值
"dingdada1"
> get name1  #替换成功
"dingdada2"

2.List列表

# lpush（左插入）、lrange（查询集合）、rpush（右插入）
> lpush list v1  #新增一个集合
(integer) 1
> LRANGE list 0 -1  #查询list的所有元素值
1) "v3"
2) "v2"
3) "v1"
> lpush list1 v1 v2 v3 v4 v5  #批量添加集合元素
(integer) 5
> LRANGE list1 0 -1
1) "v5"
2) "v4"
3) "v3"
4) "v2"
5) "v1"
###这里大家有没有注意到，先进去的会到后面，也就是我们的lpush的意思是左插入，l--left
#rpush
> LRANGE list 0 1  #指定查询列表中的元素，从下标零开始，1结束，两个元素
1) "v3"
2) "v2"
> LRANGE list 0 0  #指定查询列表中的唯一元素
1) "v3"
> rpush list rv0  #右插入，跟lpush相反，这里添加进去元素是在尾部！
(integer) 4
##联想：这里我们是不是可以做一个，保存的记录值（如：账号密码的记录），
每次都使用lpush，老的数据永远在后面，我们每次获取 0 0 位置的元素，是不是相当于更新了
数据操作，但是数据记录还在？想要查询记录即可获取集合所有元素！

#lpop（左移除）、rpop（右移除）
> lpop list  #从头部开始移除第一个元素
"v5"
#rpop
> rpop list
"v1"
127.0.0.1:6379> LRANGE list 0 -1  #从尾部开始移除第一个元素
1) "v4"
2) "v3"
3) "v2"

# lindex（查询指定下标元素）、llen（获取集合长度）
> lindex list 1  #获取指定下标位置集合的元素，下标从0开始计数
"v3"
> llen list  #获取指定集合的元素长度，相当于java中的length或者size
(integer) 3

#lrem（根据value移除指定的值）
> lrem list 1 v2  #移除集合list中的元素是v2的元素1个
(integer) 1
> lrem list 0 v3 #移除集合list中的元素是v2的元素1个,这里的0和1效果是一致的
(integer) 1
> lrem list 3 v2  #移除集合list中元素为v2 的‘3’个，这里的参数数量，如果实际中集合元素数量不达标，不会报错，全部移除后返回成功移除后的数量值
(integer) 3

#ltrim（截取元素）、rpoplpush（移除指定集合中最后一个元素到一个新的集合中）
> ltrim list 1 2  #通过下标截取指定的长度，这个list已经被改变了，只剩下我们所指定截取后的元素
OK
> rpoplpush list newlist  #移除list集合中的最后一个元素到新的集合newlist中，返回值是移除的最后一个元素值
"v1"

#lset（更新）、linsert
> lset list 1 newV5  #更新list集合中下标为‘1’的元素为‘newV5’
OK
##注意点：
> lset list1 0 vvvv  #如果指定的‘集合’不存在，报错
(error) ERR no such key
> lset list 8 vvv  #如果集合存在，但是指定的‘下标’不存在，报错
(error) ERR index out of range
> LINSERT list after v3 insertv3  #在集合中的‘v3’元素 ‘(after)之后’ 加上一个元素
(integer) 5
> LINSERT list before v3 insertv3  #在集合中的‘v3’元素 ‘(before)之前’ 加上一个元素
(integer) 6

3.Set(集合）

#sadd（添加）、smembers（查看所有元素）、sismember（判断是否存在）、scard（查看长度）、srem（移除指定元素）
#set中所有的元素都是唯一的不重复的！
> sadd set1 ding da mian tiao  #添加set集合（可批量可单个，写法一致，不再赘述）
(integer) 4
> SMEMBERS set1  #查看set中所有元素
1) "mian"
2) "da"
3) "tiao"
4) "ding"
> SISMEMBER set1 da  #判断某个值在不在set中，在返回1
(integer) 1
> SISMEMBER set1 da1  #不在返回0
(integer) 0
> SCARD set1  #查看集合的长度，相当于size、length
(integer) 4
> srem set1 da  #移除set中指定的元素
(integer) 1
> SMEMBERS set1  #移除成功
1) "mian"
2) "tiao"
3) "ding"

#srandmember（抽随机）
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER myset 1  #随机抽取myset中1个元素返回
1) "4"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER myset  #不填后参数，默认抽1个值，但是下面返回不会带序号值
"3"
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER myset 3  #随机抽取myset中3个元素返回
1) "1"
2) "2"
3) "3"

#spop（随机删除元素）、smove（移动指定元素到新的集合中）
> spop myset  #随机删除1个元素，不指定参数值即删除1个
"2"
127.0.0.1:6379> spop myset 2  #随机删除2个元素
1) "3"
2) "5"
127.0.0.1:6379> SMEMBERS myset  #查询删除后的结果
1) "1"
2) "4"
3) "6"
> smove myset myset2 1  #移动指定set中的指定元素到新的set中
(integer) 1
> SMEMBERS myset  #查询原来的set集合
1) "4"
2) "6"
9> SMEMBERS myset2  #查询新的set集合，如果新的set存在，即往后加，如果不存在，则自动创建set并且加入进去
1) "1"

#sdiff（差集）、sinter（交集）、sunion（并集）
> sadd myset1 1 2 3 4 5
(integer) 5
> sadd myset2 3 4 5 6 7
(integer) 5
> SMEMBERS myset1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
> SMEMBERS myset2
1) "3"
2) "4"
3) "5"
4) "6"
5) "7"
> SDIFF myset1 myset2  #查询指定的set之间的差集，可以是多个set
1) "1"
2) "2"
> SINTER myset1 myset2  #查询指定的set之间的交集，可以是多个set
1) "3"
2) "4"
3) "5"
> sunion myset1 myset2  #查询指定的set之间的并集，可以是多个set
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"
6) "6"
7) "7"


#可实现共同好友、共同关注等需求

4.Hash（哈希）

#hset（添加hash）、hget（查询）、hgetall（查询所有）、hdel（删除hash中指定的值）、hlen（获取hash的长度）、hexists（判断key是否存在）
> hset myhash name dingdada age 23  #添加hash，可多个
(integer) 2
> hget myhash name  #获取hash中key是name的值
"dingdada"
> hget myhash age  #获取hash中key是age的值
"23"
> hgetall myhash  #获取hash中所有的值，包含key
1) "name"
2) "dingdada"
3) "age"
4) "23"
> hset myhash del test  #添加
(integer) 1
> hgetall myhash
1) "name"
2) "dingdada"
3) "age"
4) "23"
5) "del"
6) "test"
> hdel myhash del age  #删除指定hash中的key（可多个），key删除后对应的value也会被删除
(integer) 2
> hgetall myhash
1) "name"
2) "dingdada"
> hlen myhash  #获取指定hash的长度，相当于length、size
(integer) 1
> HEXISTS myhash name  #判断key是否存在于指定的hash，存在返回1
(integer) 1
> HEXISTS myhash age  #判断key是否存在于指定的hash，不存在返回0
(integer) 0

#hkeys（获取所有key）、hvals（获取所有value）、hincrby（给值加增量）、hsetnx（存在不添加）
> hset myhash age 23 high 173
(integer) 2
> hgetall myhash
1) "name"
2) "dingdada"
3) "age"
4) "23"
5) "high"
6) "173"
> hkeys myhash  #获取指定hash中的所有key
1) "name"
2) "age"
3) "high"
> hvals myhash   #获取指定hash中的所有value
1) "dingdada"
2) "23"
3) "173"
> hincrby myhash age 2  #让hash中age的value指定+2(自增)
(integer) 25
> hincrby myhash age -1  #让hash中age的value指定-1(自减)
(integer) 24
> hsetnx myhash nokey novalue  #添加不存在就新增返回新增成功的数量（只能单个增加哦）
(integer) 1 
> hsetnx myhash name miaotiao  #添加存在则失败返回0
(integer) 0
> hgetall myhash
1) "name"
2) "dingdada"
3) "age"
4) "24"
5) "high"
6) "173"
7) "nokey"
8) "novalue"

5.zSet（有序集合）

#zadd（添加）、zrange（查询）、zrangebyscore（排序小-大）、zrevrange（排序大-小）、zrangebyscore withscores（查询所有值包含key）
> zadd myzset 1 one 2 two 3 three  #添加zset值，可多个
(integer) 3
> ZRANGE myzset 0 -1  #查询所有的值
1) "one"
2) "two"
3) "three"
#-inf 负无穷  +inf 正无穷
> ZRANGEBYSCORE myzset -inf +inf  #将zset的值根据key来从小到大排序并输出
1) "one"
2) "two"
3) "three"
> ZRANGEBYSCORE myzset 0 1  #只查询key<=1的值并且排序从小到大
1) "one"
> ZREVRANGE myzset 1 -1  #从大到小排序输出
1) "two"
2) "one"
> ZRANGEBYSCORE myzset -inf +inf withscores  #查询指定zset的所有值，包含序号的值
1) "one"
2) "1"
3) "two"
4) "2"
5) "three"
6) "3"

#zrem（移除元素）、zcard（查看元素个数）、zcount（查询指定区间内的元素个数）
> zadd myset 1 v1 2 v2 3 v3 4 v4
(integer) 4
> ZRANGE myset 0 -1
1) "v1"
2) "v2"
3) "v3"
4) "v4"
> zrem myset v3  #移除指定的元素，可多个
(integer) 1
> ZRANGE myset 0 -1
1) "v1"
2) "v2"
3) "v4"
> zcard myset  #查看zset的元素个数，相当于长度，size。
(integer) 3
> zcount myset 0 100  #查询指定区间内的元素个数
(integer) 3
> zcount myset 0 2  #查询指定区间内的元素个数
(integer) 2

#成绩表排序，工资表排序，年龄排序等需求可以用zset来实现

四、主从复制与哨兵模式

Redis通过主从复制、哨兵模式和集群模式等方式实现高可用和横向扩展。

1. 主从复制：

Redis 的主从复制是实现高可用的基础。主从复制的作用是将主节点的数据复制到从节点上，当主节点出现故障时，从节点可以接替主节点，继续提供服务。

在 Redis 中，主节点负责写操作，从节点只负责读操作。当主节点出现故障时，从节点会自动升级为主节点，继续提供写操作。

主从复制的实现有两种方式：异步复制和半同步复制。异步复制的实现简单，但可能会出现数据丢失的情况。半同步复制的实现复杂，但可以保证数据不丢失。

2. 哨兵模式：

哨兵模式是 Redis 提供的一种高可用性解决方案。哨兵的作用是监控 Redis 的主从节点是否正常工作，当发现节点出现故障时，自动将从节点晋升为主节点，继续提供服务。

哨兵通常运行在独立的服务器上，与 Redis 实例分开部署，以防单点故障。

哨兵可以同时监控多个 Redis 实例，并且可以自动进行故障转移，保证服务的可用性。

3. 集群模式：

Redis通过集群模式实现数据的分片和负载均衡。集群模式可以将数据分布到多个节点上，每个节点负责存储部分数据。当需要读取数据时，客户端可以根据key的hash值定位到对应的节点进行读取，实现负载均衡和横向扩展。

五、缓存

Redis作为一种内存数据库，具有快速的数据访问和高效的数据存储，适合用作缓存的存储层。Redis可以缓存数据的计算结果、页面内容、数据库查询结果等，通过提高数据访问速度和响应速度，提升系统性能和用户体验。

六、redis比mysql快的原因

Redis是一个开源的内存数据库，它比MySQL快的原因有以下几点：

1. Redis是基于内存的，而MySQL是基于磁盘的，所以Redis的查询速度更快。由于MySQL需要将数据从磁盘读取到内存中，所以查询速度会比Redis慢很多。

2. Redis使用单线程模型，而MySQL使用多线程模型，所以Redis的处理速度更快。

3. Redis可以支持更多的并发请求，而MySQL只能支持少量的并发请求。

4. Redis支持数据类型更多，而MySQL只支持基本的数据类型。

5. Redis可以支持数据的持久化，而MySQL不能支持数据的持久化。

6. Redis支持数据的分布式，而MySQL不支持数据的分布式。

7. Redis的缓存策略更加灵活，可以根据应用的需要进行调整，而MySQL的缓存策略是固定的，不能根据应用的需要进行调整。

总的来说，Redis的查询速度比MySQL快，是因为Redis是基于内存的，使用单线程模型，可以支持更多的并发请求，支持更多的数据类型，支持数据的持久化和分布式，以及更加灵活的缓存策略。

七、与python交互

1.redis连接

安装redis

pip install redis

连接redis，加上decode_responses=True，写入的键值对中的value为str类型，不加这个参数写入的则为字节类型。

import redis   # 导入redis模块，通过python操作redis 也可以直接在redis主机的服务端操作缓存数据库

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, decode_responses=True)   # host是redis主机，需要redis服务端和客户端都启动 redis默认端口是6379
r.set('name', 'junxi')  # key是"foo" value是"bar" 将键值对存入redis缓存
print(r['name'])
print(r.get('name'))  # 取出键name对应的值
print(type(r.get('name')))

2.连接池

import redis    # 导入redis模块，通过python操作redis 也可以直接在redis主机的服务端操作缓存数据库

pool = redis.ConnectionPool(host='localhost', port=6379, decode_responses=True)   # host是redis主机，需要redis服务端和客户端都起着 redis默认端口是6379
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.set('gender', 'male')     # key是"gender" value是"male" 将键值对存入redis缓存
print(r.get('gender'))      # gender 取出键male对应的值