Redis 基本使用

Posted 2021-01-17 苍青浪

基本的数据类型

• 二进制安全的字符串
• Lists: 按插入顺序排序的字符串元素的集合。他们基本上就是链表（linked lists）。
• Sets: 不重复且无序的字符串元素的集合。
• Sorted sets,类似Sets,但是每个字符串元素都关联到一个叫score浮动数值（floating number value）。里面的元素总是通过score进行着排序，所以不同的是，它是可以检索的一系列元素。（例如你可能会问：给我前面10个或者后面10个元素）。
• Hashes,由field和关联的value组成的map。field和value都是字符串的。这和Ruby、Python的hashes很像。

Redis keys

Redis key值是二进制安全的，这意味着可以用任何二进制序列作为key值，从形如”foo”的简单字符串到一个JPEG文件的内容都可以。空字符串也是有效key值。

关于key的几条规则：

• 太长的键值不是个好主意，例如1024字节的键值就不是个好主意，不仅因为消耗内存，而且在数据中查找这类键值的计算成本很高。
• 太短的键值通常也不是好主意，如果你要用”u:1000:pwd”来代替”user:1000:password”，这没有什么问题，但后者更易阅读，并且由此增加的空间消耗相对于key object和value object本身来说很小。当然，没人阻止您一定要用更短的键值节省一丁点儿空间。
• 最好坚持一种模式。例如：”object-type:id:field”就是个不错的注意，像这样”user:1000:password”。我喜欢对多单词的字段名中加上一个点，就像这样：”comment:1234:reply.to”。

Redis key值是二进制安全的，这意味着可以用任何二进制序列作为key值，从形如”foo”的简单字符串到一个JPEG文件的内容都可以。空字符串也是有效key值。

关于key的几条规则：

• 太长的键值不是个好主意，例如1024字节的键值就不是个好主意，不仅因为消耗内存，而且在数据中查找这类键值的计算成本很高。
• 太短的键值通常也不是好主意，如果你要用”u:1000:pwd”来代替”user:1000:password”，这没有什么问题，但后者更易阅读，并且由此增加的空间消耗相对于key object和value object本身来说很小。当然，没人阻止您一定要用更短的键值节省一丁点儿空间。
• 最好坚持一种模式。例如：”object-type:id:field”就是个不错的注意，像这样”user:1000:password”。我喜欢对多单词的字段名中加上一个点，就像这样：”comment:1234:reply.to”。

Redis Strings

这是最简单Redis类型。如果你只用这种类型，Redis就像一个可以持久化的memcached服务器（注：memcache的数据仅保存在内存中，服务器重启后，数据将丢失）。

> set mykey somevalue
OK
> get mykey
"somevalue"

正如你所见到的，通常用SET command 和 GET command来设置和获取字符串值。

值可以是任何种类的字符串（包括二进制数据），例如你可以在一个键下保存一副jpeg图片。值的长度不能超过512 MB。

 虽然字符串是Redis的基本值类型，但你仍然能通过它完成一些有趣的操作。例如：原子递增：

> set counter 100
OK
> incr counter
(integer) 101
> incr counter
(integer) 102
> incrby counter 50
(integer) 152

INCR 命令将字符串值解析成整型，将其加一，最后将结果保存为新的字符串值，类似的命令有INCRBY, DECR 和 DECRBY。实际上他们在内部就是同一个命令，只是看上去有点儿不同。

INCR是原子操作意味着什么呢？就是说即使多个客户端对同一个key发出INCR命令，也决不会导致竞争的情况。例如如下情况永远不可能发生：『客户端1和客户端2同时读出“10”，他们俩都对其加到11，然后将新值设置为11』。最终的值一定是12，read-increment-set操作完成时，其他客户端不会在同一时间执行任何命令。

对字符串，另一个的令人感兴趣的操作是GETSET命令，行如其名：他为key设置新值并且返回原值。这有什么用处呢？例如：你的系统每当有新用户访问时就用INCR命令操作一个Redis key。你希望每小时对这个信息收集一次。你就可以GETSET这个key并给其赋值0并读取原值。

 

为减少等待时间，也可以一次存储或获取多个key对应的值，使用MSET和MGET命令:

> mset a 10 b 20 c 30
OK
> mget a b c
1) "10"
2) "20"
3) "30"

MGET 命令返回由值组成的数组。

修改或查询键空间

有些指令不是针对任何具体的类型定义的，而是用于和整个键空间交互的。因此，它们可被用于任何类型的键。

使用EXISTS命令返回1或0标识给定key的值是否存在，使用DEL命令可以删除key对应的值，DEL命令返回1或0标识值是被删除(值存在)或者没被删除(key对应的值不存在)。

> set mykey hello
OK
> exists mykey
(integer) 1
> del mykey
(integer) 1
> exists mykey
(integer) 0

 

TYPE命令可以返回key对应的值的存储类型：

> set mykey x
OK
> type mykey
string
> del mykey
(integer) 1
> type mykey
none

Redis超时:数据在限定时间内存活

在介绍复杂类型前我们先介绍一个与值类型无关的Redis特性:超时。你可以对key设置一个超时时间，当这个时间到达后会被删除。精度可以使用毫秒或秒。

> set key some-value
OK
> expire key 5
(integer) 1
> get key (immediately)
"some-value"
> get key (after some time)
(nil)

上面的例子使用了EXPIRE来设置超时时间(也可以再次调用这个命令来改变超时时间，使用PERSIST命令去除超时时间 )。我们也可以在创建值的时候设置超时时间:

> set key 100 ex 10
OK
> ttl key
(integer) 9

TTL命令用来查看key对应的值剩余存活时间。

Redis Lists

要说清楚列表数据类型，最好先讲一点儿理论背景，在信息技术界List这个词常常被使用不当。例如”Python Lists”就名不副实（名为Linked Lists），但他们实际上是数组（同样的数据类型在Ruby中叫数组）

一般意义上讲，列表就是有序元素的序列：10,20,1,2,3就是一个列表。但用数组实现的List和用Linked List实现的List，在属性方面大不相同。

Redis lists基于Linked Lists实现。这意味着即使在一个list中有数百万个元素，在头部或尾部添加一个元素的操作，其时间复杂度也是常数级别的。用LPUSH 命令在十个元素的list头部添加新元素，和在千万元素list头部添加新元素的速度相同。

那么，坏消息是什么？在数组实现的list中利用索引访问元素的速度极快，而同样的操作在linked list实现的list上没有那么快。

Redis Lists用linked list实现的原因是：对于数据库系统来说，至关重要的特性是：能非常快的在很大的列表上添加元素。另一个重要因素是，正如你将要看到的：Redis lists能在常数时间取得常数长度。

如果快速访问集合元素很重要，建议使用可排序集合(sorted sets)。可排序集合我们会随后介绍。

Redis lists 入门

LPUSH 命令可向list的左边（头部）添加一个新元素，而RPUSH命令可向list的右边（尾部）添加一个新元素。最后LRANGE命令可从list中取出一定范围的元素:

> rpush mylist A
(integer) 1
> rpush mylist B
(integer) 2
> lpush mylist first
(integer) 3
> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"

注意:LRANGE 带有两个索引，一定范围的第一个和最后一个元素。这两个索引都可以为负来告知Redis从尾部开始计数，因此-1表示最后一个元素，-2表示list中的倒数第二个元素，以此类推。

上面的所有命令的参数都可变，方便你一次向list存入多个值。

> rpush mylist 1 2 3 4 5 "foo bar"
(integer) 9
> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"
4) "1"
5) "2"
6) "3"
7) "4"
8) "5"
9) "foo bar"

还有一个重要的命令是pop,它从list中删除元素并同时返回删除的值。可以在左边或右边操作。

> rpush mylist a b c
(integer) 3
> rpop mylist
"c"
> rpop mylist
"b"
> rpop mylist
"a"

我们增加了三个元素，并弹出了三个元素，因此，在这最后 列表中的命令序列是空的，没有更多的元素可以被弹出。如果我们尝试弹出另一个元素，这是我们得到的结果：

> rpop mylist
(nil)

当list没有元素时，Redis 返回了一个NULL。

List的常用案例

正如你可以从上面的例子中猜到的，list可被用来实现聊天系统。还可以作为不同进程间传递消息的队列。关键是，你可以每次都以原先添加的顺序访问数据。这不需要任何SQL ORDER BY 操作，将会非常快，也会很容易扩展到百万级别元素的规模。

例如在评级系统中，比如社会化新闻网站 reddit.com，你可以把每个新提交的链接添加到一个list，用LRANGE可简单的对结果分页。

在博客引擎实现中，你可为每篇日志设置一个list，在该list中推入博客评论，等等。

Capped lists

可以使用LTRIM把list从左边截取指定长度。

> rpush mylist 1 2 3 4 5  // 5在最左边
(integer) 5
> ltrim mylist 0 2
OK
> lrange mylist 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"

List上的阻塞操作

可以使用Redis来实现生产者和消费者模型，如使用LPUSH和RPOP来实现该功能。但会遇到这种情景：list是空，这时候消费者就需要轮询来获取数据，这样就会增加redis的访问压力、增加消费端的cpu时间，而很多访问都是无用的。为此redis提供了阻塞式访问 BRPOP 和 BLPOP 命令。 消费者可以在获取数据时指定如果数据不存在阻塞的时间，如果在时限内获得数据则立即返回，如果超时还没有数据则返回null, 0表示一直阻塞。

同时redis还会为所有阻塞的消费者以先后顺序排队。

如需了解详细信息请查看 RPOPLPUSH 和 BRPOPLPUSH。

key 的自动创建和删除

目前为止，在我们的例子中，我们没有在推入元素之前创建空的 list，或者在 list 没有元素时删除它。在 list 为空时删除 key，并在用户试图添加元素（比如通过 LPUSH）而键不存在时创建空 list，是 Redis 的职责。

这不光适用于 lists，还适用于所有包括多个元素的 Redis 数据类型 – Sets, Sorted Sets 和 Hashes。

基本上，我们可以用三条规则来概括它的行为：

1. 当我们向一个聚合数据类型中添加元素时，如果目标键不存在，就在添加元素前创建空的聚合数据类型。
2. 当我们从聚合数据类型中移除元素时，如果值仍然是空的，键自动被销毁。
3. 对一个空的 key 调用一个只读的命令，比如 LLEN （返回 list 的长度），或者一个删除元素的命令，将总是产生同样的结果。该结果和对一个空的聚合类型做同个操作的结果是一样的。

规则 1 示例：

> del mylist
(integer) 1
> lpush mylist 1 2 3
(integer) 3

但是，我们不能对存在但类型错误的 key 做操作：   > set foo bar OK > lpush foo 1 2 3 (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value > type foo string

规则 2 示例:

> lpush mylist 1 2 3
(integer) 3
> exists mylist
(integer) 1
> lpop mylist
"3"
> lpop mylist
"2"
> lpop mylist
"1"
> exists mylist
(integer) 0

所有的元素被弹出之后， key 不复存在。

规则 3 示例:

> del mylist
(integer) 0
> llen mylist
(integer) 0
> lpop mylist
(nil)

Redis Hashes

Redis hash 看起来就像一个 “hash” 的样子，由键值对组成：

> hmset user:1000 username antirez birthyear 1977 verified 1
OK
> hget user:1000 username
"antirez"
> hget user:1000 birthyear
"1977"
> hgetall user:1000
1) "username"
2) "antirez"
3) "birthyear"
4) "1977"
5) "verified"
6) "1"

Hash 便于表示 objects，实际上，你可以放入一个 hash 的域数量实际上没有限制（除了可用内存以外）。所以，你可以在你的应用中以不同的方式使用 hash。

HMSET 指令设置 hash 中的多个域，而 HGET 取回单个域。HMGET 和 HGET 类似，但返回一系列值：

> hmget user:1000 username birthyear no-such-field
1) "antirez"
2) "1977"
3) (nil)

也有一些指令能够对单独的域执行操作，比如 HINCRBY：

> hincrby user:1000 birthyear 10
(integer) 1987
> hincrby user:1000 birthyear 10
(integer) 1997

你可以在文档中找到 hash 指令的完整列表。

值得注意的是，小的 hash 被用特殊方式编码，非常节约内存。

Redis Sets

Redis Set 是 String 的无序排列。SADD 指令把新的元素添加到 set 中。对 set 也可做一些其他的操作，比如测试一个给定的元素是否存在，对不同 set 取交集，并集或差，等等。

> sadd myset 1 2 3
(integer) 3
> smembers myset
1. 3
2. 1
3. 2

现在我已经把三个元素加到我的 set 中，并告诉 Redis 返回所有的元素。可以看到，它们没有被排序 —— Redis 在每次调用时可能按照任意顺序返回元素，因为对于元素的顺序并没有规定。

Redis 有检测成员的指令。一个特定的元素是否存在？

> sismember myset 3
(integer) 1
> sismember myset 30
(integer) 0

“3” 是 set 的一个成员，而 “30” 不是。

Sets 适合用于表示对象间的关系。 例如，我们可以轻易使用 set 来表示标记。

一个简单的建模方式是，对每一个希望标记的对象使用 set。这个 set 包含和对象相关联的标签的 ID。

假设我们想要给新闻打上标签。 假设新闻 ID 1000 被打上了 1,2,5 和 77 四个标签，我们可以使用一个 set 把 tag ID 和新闻条目关联起来：

> sadd news:1000:tags 1 2 5 77
(integer) 4

但是，有时候我可能也会需要相反的关系：所有被打上相同标签的新闻列表：

> sadd tag:1:news 1000
(integer) 1
> sadd tag:2:news 1000
(integer) 1
> sadd tag:5:news 1000
(integer) 1
> sadd tag:77:news 1000
(integer) 1

获取一个对象的所有 tag 是很方便的：

> smembers news:1000:tags
1. 5
2. 1
3. 77
4. 2

注意：在这个例子中，我们假设你有另一个数据结构，比如一个 Redis hash，把标签 ID 对应到标签名称。

使用 Redis 命令行，我们可以轻易实现其它一些有用的操作。比如，我们可能需要一个含有 1, 2, 10, 和 27 标签的对象的列表。我们可以用 SINTER 命令来完成这件事。它获取不同 set 的交集。我们可以用：

> sinter tag:1:news tag:2:news tag:10:news tag:27:news
... results here ...

不光可以取交集，还可以取并集，差集，获取随机元素，等等。