Django 之redis的应用

redis概述

redis是一种nosql数据库,他的数据是保存在内存中，同时redis可以定时把内存数据同步到磁盘，即可以将数据持久化，并且他比memcached支持更多的数据结构(string,list列表[队列和栈],set[集合],sorted set[有序集合],hash(hash表))

redis使用场景：

登录会话存储：存储在redis中，与memcached相比，数据不会丢失。
排行版/计数器：比如一些秀场类的项目，经常会有一些前多少名的主播排名。还有一些文章阅读量的技术，或者新浪微博的点赞数等。
作为消息队列：比如celery就是使用redis作为中间人。
当前在线人数：还是之前的秀场例子，会显示当前系统有多少在线人数。
一些常用的数据缓存：比如我们的BBS论坛，板块不会经常变化的，但是每次访问首页都要从mysql中获取，可以在redis中缓存起来，不用每次请求数据库。
把前200篇文章缓存或者评论缓存：一般用户浏览网站，只会浏览前面一部分文章或者评论，那么可以把前面200篇文章和对应的评论缓存起来。用户访问超过的，就访问数据库，并且以后文章超过200篇，则把之前的文章删除。
好友关系：微博的好友关系使用redis实现。
发布和订阅功能：可以用来做聊天软件。

`redis`和`memcached`的比较：

	memcached	redis
类型	纯内存数据库	内存磁盘同步数据库
数据类型	在定义value时就要固定数据类型	不需要
虚拟内存	不支持	支持
过期策略	支持	支持
存储数据安全	不支持	可以将数据同步到dump.db中
灾难恢复	不支持	可以将磁盘中的数据恢复到内存中
分布式	支持	主从同步
订阅与发布	不支持	支持

`redis`在`ubuntu`系统中的安装与启动

安装：
```
 sudo apt-get install redis-server
```

卸载：

 sudo apt-get purge --auto-remove redis-server

启动：redis安装后，默认会自动启动，可以通过以下命令查看：
```
 ps aux|grep redis
```
如果想自己手动启动，可以通过以下命令进行启动：
```
 sudo service redis-server start
```
停止：
```
 sudo service redis-server stop
```

对`redis`的操作

对redis的操作可以用两种方式，第一种方式采用redis-cli，第二种方式采用编程语言，比如Python、PHP和JAVA等。

使用redis-cli对redis进行字符串操作：
启动redis：
```
  sudo service redis-server start
```
连接上redis-server：
```
  redis-cli -h [ip] -p [端口]
```
添加：
```
  set key value

  如：

  set username xiaotuo
```
将字符串值value关联到key。如果key已经持有其他值，set命令就覆写旧值，无视其类型。并且默认的过期时间是永久，即永远不会过期。
删除：
```
  del key

  如：

  del username
```

设置过期时间：

  expire key timeout(单位为秒)

也可以在设置值的时候，一同指定过期时间：

  set key value EX timeout

  或：

  setex key timeout value

查看过期时间：
```
  ttl key

  如：

  ttl username
```
查看当前redis中的所有key：
```
  keys *
```
列表操作：
- 在列表左边添加元素：
```
  lpush key value
```
  将值value插入到列表key的表头。如果key不存在，一个空列表会被创建并执行lpush操作。当key存在但不是列表类型时，将返回一个错误。
- 在列表右边添加元素：
```
  rpush key value
```
  将值value插入到列表key的表尾。如果key不存在，一个空列表会被创建并执行RPUSH操作。当key存在但不是列表类型时，返回一个错误。
- 查看列表中的元素：
```
  lrange key start stop
```
  返回列表key中指定区间内的元素，区间以偏移量start和stop指定,如果要左边的第一个到最后的一个lrange key 0 -1。
- 移除列表中的元素：
  - 移除并返回列表key的头元素：
```
  lpop key
```
  - 移除并返回列表的尾元素：
```
rpop key
```
  - 移除并返回列表key的中间元素：
```
  lrem key count value
```
    将删除key这个列表中，count个值为value的元素。
- 指定返回第几个元素：
```
  lindex key index
```
  将返回key这个列表中，索引为index的这个元素。
- 获取列表中的元素个数：
```
  llen key

  如：

  llen languages
```
- 删除指定的元素：
```
  lrem key count value

  如：

  lrem languages 0 php
```
  根据参数 count 的值，移除列表中与参数 value 相等的元素。count的值可以是以下几种：
  - count > 0：从表头开始向表尾搜索，移除与value相等的元素，数量为count。
  - count < 0：从表尾开始向表头搜索，移除与 value相等的元素，数量为count的绝对值。
  - count = 0：移除表中所有与value 相等的值。

set集合的操作：

添加元素：

  sadd set value1 value2....

  如：

  sadd team xiaotuo datuo

查看元素：

  smembeers set

  如：

  smembers team

移除元素：

  srem set member...

  如：

  srem team xiaotuo datuo

查看集合中的元素个数：
```
  scard set

  如：

  scard team1
```

获取多个集合的交集：

  sinter set1 set2

  如：

  sinter team1 team2

获取多个集合的并集：

  sunion set1 set2

  如：

  sunion team1 team2

获取多个集合的差集：

sdiff set1 set2

如：

sdiff team1 team2

hash哈希操作：
- 添加一个新值：
```
  hset key field value

  如：

  hset website baidu baidu.com
```
  将哈希表key中的域field的值设为value。
  如果key不存在，一个新的哈希表被创建并进行 HSET操作。如果域 field已经存在于哈希表中，旧值将被覆盖。
- 获取哈希中的field对应的值：
```
  hget key field

  如：

  hget website baidu
```
- 删除field中的某个field：
```
  hdel key field

  如：

  hdel website baidu
```
- 获取某个哈希中所有的field和value：
```
  hgetall key

  如：

  hgetall website
```
- 获取某个哈希中所有的field：
```
  hkeys key

  如：

  hkeys website
```
- 获取某个哈希中所有的值：
```
hvals key

如：

hvals website
```
- 判断哈希中是否存在某个field：
```
hexists key field

如：

hexists website baidu
```
- 获取哈希中总共的键值对：
```
hlen field

如：

hlen website
```
事务操作：Redis事务可以一次执行多个命令，事务具有以下特征：
- 隔离操作：事务中的所有命令都会序列化、按顺序地执行，不会被其他命令打扰。
- 原子操作：事务中的命令要么全部被执行，要么全部都不执行。
- 开启一个事务：
```
  multi
```
  以后执行的所有命令，都在这个事务中执行的。
- 执行事务：
```
  exec
```
  会将在multi和exec中的操作一并提交。
- 取消事务：
```
  discard
```
  会将multi后的所有命令取消。
- 监视一个或者多个key：
```
  watch key...
```
  监视一个(或多个)key，如果在事务执行之前这个(或这些) key被其他命令所改动，那么事务将被打断。
- 取消所有key的监视：
```
  unwatch
```
发布/订阅操作：
- 给某个频道发布消息：
```
  publish channel message
```
- 订阅某个频道的消息：
```
  subscribe channel
```
持久化：redis提供了两种数据备份方式，一种是RDB，另外一种是AOF，以下将详细介绍这两种备份策略：

| | RDB | AOF | | --- | --- | --- | | 开启关闭 | 开启：默认开启。关闭：把配置文件中所有的save都注释，就是关闭了。 | 开启：在配置文件中appendonly yes即开启了aof，为no关闭。 | | 同步机制 | 可以指定某个时间内发生多少个命令进行同步。比如1分钟内发生了2次命令，就做一次同步。 | 每秒同步或者每次发生命令后同步 | | 存储内容 | 存储的是redis里面的具体的值 | 存储的是执行的更新数据的操作命令 | | 存储文件的路径 | 根据dir以及dbfilename来指定路径和具体的文件名 | 根据dir以及appendfilename来指定具体的路径和文件名 | | 优点 | （1）存储数据到文件中会进行压缩，文件体积比aof小。（2）因为存储的是redis具体的值，并且会经过压缩，因此在恢复的时候速度比AOF快。（3）非常适用于备份。 | （1）AOF的策略是每秒钟或者每次发生写操作的时候都会同步，因此即使服务器故障，最多只会丢失1秒的数据。（2）AOF存储的是Redis命令，并且是直接追加到aof文件后面，因此每次备份的时候只要添加新的数据进去就可以了。（3）如果AOF文件比较大了，那么Redis会进行重写，只保留最小的命令集合。 | | 缺点 | （1）RDB在多少时间内发生了多少写操作的时候就会出发同步机制，因为采用压缩机制，RDB在同步的时候都重新保存整个Redis中的数据，因此你一般会设置在最少5分钟才保存一次数据。在这种情况下，一旦服务器故障，会造成5分钟的数据丢失。（2）在数据保存进RDB的时候，Redis会fork出一个子进程用来同步，在数据量比较大的时候，可能会非常耗时。 | （1）AOF文件因为没有压缩，因此体积比RDB大。（2）AOF是在每秒或者每次写操作都进行备份，因此如果并发量比较大，效率可能有点慢。（3）AOF文件因为存储的是命令，因此在灾难恢复的时候Redis会重新运行AOF中的命令，速度不及RDB

安全：在配置文件中，设置requirepass password，那么客户端连接的时候，需要使用密码：

 > redis-cli -p 127.0.0.1 -p 6379

 redis> set username xxx

 (error) NOAUTH Authentication required.

 redis> auth password

 redis> set username xxx

 OK

Python操作redis

安装python-redis：
```
 pip install redis
```
新建一个文件比如redis_test.py，然后初始化一个redis实例变量，并且在ubuntu虚拟机中开启redis。比如虚拟机的ip地址为192.168.174.130。示例代码如下：
```
 # 从redis包中导入Redis类

 from redis import Redis

 # 初始化redis实例变量

 xtredis = Redis(host='192.168.174.130',port=6379)
```

对字符串的操作：操作redis的方法名称，跟之前使用redis-cli一样，现就一些常用的来做个简单介绍，示例代码如下(承接以上的代码)：

 # 添加一个值进去，并且设置过期时间为60秒，如果不设置，则永远不会过期

 xtredis.set('username','xiaotuo',ex=60)

 # 获取一个值

 xtredis.get('username')

 # 删除一个值

 xtredis.delete('username')

 # 给某个值自增1

 xtredis.set('read_count',1)

 xtredis.incr('read_count')  # 这时候read_count变为2

 # 给某个值减少1

 xtredis.decr('read_count') # 这时候read_count变为1

对列表的操作：同字符串操作，所有方法的名称跟使用redis-cli操作是一样的：

 # 给languages这个列表往左边添加一个python

 xtredis.lpush('languages','python')

 # 给languages这个列表往左边添加一个php

 xtredis.lpush('languages','php')

 # 给languages这个列表往左边添加一个javascript

 xtredis.lpush('languages','javascript')

 # 获取languages这个列表中的所有值

 print xtredis.lrange('languages',0,-1)

 > ['javascript','php','python']

对集合的操作：

 # 给集合team添加一个元素xiaotuo

 xtredis.sadd('team','xiaotuo')

 # 给集合team添加一个元素datuo

 xtredis.sadd('team','datuo')

 # 给集合team添加一个元素slice

 xtredis.sadd('team','slice')

 # 获取集合中的所有元素

 xtredis.smembers('team')

 > ['datuo','xiaotuo','slice'] # 无序的

对哈希(hash)的操作：

 # 给website这个哈希中添加baidu

 xtredis.hset('website','baidu','baidu.com')

 # 给website这个哈希中添加google

 xtredis.hset('website','google','google.com')

 # 获取website这个哈希中的所有值

 print xtredis.hgetall('website')

 > {"baidu":"baidu.com","google":"google.com"}

事务(管道)操作：redis支持事务操作，也即一些操作只有统一完成，才能算完成。否则都执行失败，用python操作redis也是非常简单，示例代码如下：

 # 定义一个管道实例

 pip = xtredis.pipeline()

 # 做第一步操作，给BankA自增长1

 pip.incr('BankA')

 # 做第二步操作，给BankB自减少1

 pip.desc('BankB')

 # 执行事务

 pip.execute()