（廿三）Python：Redis存储

      Redis是一个基于内存的高效的(读的速度是110000次/s,写的速度是81000次/s)键值型非关系型数据库，存取效率极高，支持多种存储数据结构。Redis支持数据的备份，即master-slave模式的数据备份。

准备

      Python操作Redis请安装redis-py库，直接使用命令pip3 install redis 安装即可。
       如果我们还需要多数据进行导入/导出工作我们还需要安装RedisDump库。由于它是基于Ruby实现的，所有我们需要先安装Ruby：

1. Window 系统下，我们可以使用 RubyInstaller 来安装 Ruby 环境，下载地址为：https://rubyinstaller.org/downloads/。
2. 下载 rubyinstaller 之后，解压到新创建的目录下：
3. 双击 rubyinstaller-2.2.3.exe 文件，启动 Ruby 安装向导。
4. 点击 Next，继续向导，记得勾选 Add Ruby executables to your PATH，直到 Ruby 安装程序完成Ruby 安装为止。
          安装好Ruby后我们使用gem install redis-dump 安装RedisDump。但是安装RedisDump时可能会出现如下图所示问题：
   
   发生这个错误的原因是没有安装DevKit，所以我们需要安装它。下载地址：http://rubyinstaller.org/downloads
   
   1、运行，解压到一个目录，例如：D:\DevKit
   2、打开命令行，切换到这个目录；
   3、执行命令：ruby dk.rb init
   4、执行命令：ruby dk.rb install
   
   执行以上4步后重新执行gem install redis-dump 安装RedisDump即可。

连接Redis

       redis-py提供两个类Redis和StrictRedis用于实现Redis的命令，StrictRedis用于实现大部分官方的命令，并使用官方的语法和命令。Redis类是 StrictRedis的子类，它主要是用于向后兼容旧版本。官方推荐使用StrictRedis类。

from redis import StrictRedis

redis = StrictRedis(host='localhost',db=3,port=6379)#选择db3，redis没有密码默认为None
redis.set('age',20)
print(redis.get('age'))#往db3中设置age=3，打印验证

观察StrictRedis的__init__方法我们可以发现StrictRedis类使用host和port等参数构造一个ConnectionPool,所以我们可以直接将ConnetcionPool作为参数传入。
源码如下：

    def __init__(self, host='localhost', port=6379,db=0, password=None,connection_pool=None):
        if not connection_pool:#判断是否传入connection_pool作为参数
            #其他代码
            connection_pool = ConnectionPool(**kwargs)#构建ConnectionPool
        self.connection_pool = connection_pool

示例代码：

from redis import StrictRedis,ConnectionPool

pool = ConnectionPool(host='localhost',port=6379,db=3,password=None)
redis = StrictRedis(connection_pool=pool)
redis.set('name','Jake')
print(redis.get('name'))

ConnectionPool支持通过URL构建，格式有以下3种：

redis://[:password]@host:port/db	#redis tcp连接
rediss://[:password]@host:port/db	#redis tcp+ssl连接
unix://[:password]@path/to/socket.sock?db=db	#redis unix socket连接

示例代码：

from redis import StrictRedis,ConnectionPool

url = 'redis://@localhost:6379/3'
pool = ConnectionPool.from_url(url)#通过url构建ConnectionPool
redis = StrictRedis(connection_pool=pool)
redis.set('addr','beijing')
print(redis.get('addr'))

键操作

下表总结了键的一些判断和操作方法。

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

## 字符串操作 ##

Redis支持最基本的键值对形式存储，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
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'

## 列表操作 ##

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，如果列表为空，则会一直阻塞等待	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	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'

## 集合操作 ##

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
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
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'}
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

## 有序集合操作 ##

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

## 散列操作 ##

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。

表5-10 散列操作

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'}

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