本主题主要是Redis的基本入门，包含内容：
  1. Redis的安装与配置
  2.Redis的命令行操作
  3.Redis Python编程操作编程

一、下载与安装

1. 下载

1.1. 下载地址：

  | - https://redis.io/download

Redis下载

1.2. 下载的是tar压缩文件

  redis-5.0.3.tar
  下面是下载的截图

redis-5.0.3.tar，如果需要集群版本，应该下载stable版本

2. 安装

2.1. 解压缩指令

使用tar压缩工具解压缩：
  tar -xf redis-5.0.3.tar

yangqiangdeMacBook-Pro:Downloads yangqiang$ tar -xf redis-5.0.3.tar

Redis解压缩目录

编译

进入解压缩目录，使用make执行编译：

Redis编译

2.2. 安装

执行make install实现安装

Redis安装

二、配置

1. 配置服务目录与文件

1.1. 配置目录

在/usr/local/目录下（也可以在其他目录下）创建redis服务器目录，我在我的默认用户的住目录下建立服务器目录：

建立服务器安装目录

创建三个目录：
  | - bin：用来存放执行文件，包含服务器程序，客户程序等。
  | - etc：用来存放配置文件。
  | - db：用来存放数据库文件。

三个存放目录

1.2. 拷贝执行与配置文件到服务目录

cp ~yangqiang/Downloads/redis-5.0.3/src/mkreleasehdr.sh ./bin
cp ~yangqiang/Downloads/redis-5.0.3/src/redis-benchmark  ./bin/
cp ~yangqiang/Downloads/redis-5.0.3/src/redis-cli  ./bin/
cp ~yangqiang/Downloads/redis-5.0.3/src/redis-server ./bin/
cp ~yangqiang/Downloads/redis-5.0.3/redis.conf   ./etc/

核心执行程序

2. 修改配置文件

2.1. 配置IP地址

配置IP地址

2.2. 配置端口

配置端口

2.3. 配置后台模式

配置后台模式

2.4. 配置进程锁文件

配置进程锁文件

2.5. 配置数据库数量

默认是0，可以使用命令行语句select < dbid > 选择数据库。

配置数据库数量

2.6. 数据库更新保存条件

其中第一个是秒数，第一个是改变次数，满足这些条件的任何一个就会自定保存或者更新。

数据库更新条件

2.7. 配置数据库数据是否压缩

压缩配置

2.8. 配置数据库文件名

配置数据库文件名

2.9. 配置数据库的存放目录

数据库存放目录

2.10. 配置登录口令

配置登录口令

三、启动服务器

启动指令：

./bin/redis-server ./etc/redis.conf 

前面是服务器程序，参数是配置文件。

控制台下启动效果如下：

服务器启动效果

四、客户端使用

1. 客户端命令行帮助

客户端帮助

2. 启动客户端

客户端启动

3. 获取客户端使用帮助

连接上服务器后，使用help指令，可以获取使用帮助

服务器指令帮助

注意：
  其中help <tab>是help后不停按tab键，会依次出现各种命令。
  help @命令分组 获取每个命令组的帮助。
  
  命令与SQL指令一样，不区分大小写。
  
  为了方便，下面介绍常见的操作。

4. 客户端指令分组

4.1. 连接操作相关的命令

4.2. 服务端相关命令

4.3. 发布订阅相关命令

4.4. 对KEY操作的命令

4.5. 对String操作的命令

4.6. 对List操作的命令

4.7. 对Set操作的命令

smove(srckey, dstkey, member) ：移到集合元素
scard(key) |返回名称为key的set的基数
sismember(key, member) |member是否是名称为key的set的元素
sinter(key1, key2,…key N) |求交集
sinterstore(dstkey, (keys)) |求交集并将交集保存到dstkey的集合
sunion(key1, (keys)) |求并集
sunionstore(dstkey, (keys)) |求并集并将并集保存到dstkey的集合
sdiff(key1, (keys)) |求差集
sdiffstore(dstkey, (keys)) |求差集并将差集保存到dstkey的集合
smembers(key) |返回名称为key的set的所有元素
srandmember(key) |随机返回名称为key的set的一个元素

4.8. 对Hash操作的命令

5. 设置密码

设置密码的命令是属于服务器组，其中密码设置属于redis.conf文件中的配置。

密码设置帮助

可以使用config get指令得到配置参数。
也可以使用config set指令修改配置参数。（当然可以直接编辑redis.conf文件来设置登录密码）

下面首先查看登录密码，然后设置登录密码，然后再登录，登录后就可以查看登录密码了。

密码设置与登录

强烈推荐登录方式不要使用命令行参数，而是使用AUTH指令。

建议不要使用命令行设置登录密码

6. 选择当前数据库

使用select 指令，指定数据库编号即可。

切换数据库

7. 数据库操作

7.1. 数据类型

Redis支持五种数据类型：string（字符串），hash（哈希），list（列表），set（集合）及sorted set(有序集合)。

7.2. string数据操作

string 是 redis 最基本的类型，一个 key 对应一个 value；string 类型的值最大能存储 512MB。
string 类型是二进制安全的，就是redis 的 string 可以包含任何数据。比如jpg图片或者序列化的对象。

127.0.0.1:6379> help SET

  SET key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX]
  summary: Set the string value of a key
  since: 1.0.0
  group: string

SET参数说明：
  | - EX指定过期时间单位为：秒
  | - PX指定过期时间单位为：毫秒
  | - NX key不存在才执行指令
  | - XX key存在才会更新

String类型操作

过期时间一到，从内存数据消失。

7.3. Hash数据操作

Redis hash 是一个键值(key=>value)对集合。
Redis hash 是一个 string 类型的 field 和 value 的映射表，hash 特别适合用于存储对象。
每个 hash 可以存储 232 -1 键值对（40多亿）。

127.0.0.1:6379> help hmset

  HMSET key field value [field value ...]
  summary: Set multiple hash fields to multiple values
  since: 2.0.0
  group: hash

127.0.0.1:6379> 

hash类型操作

获取所有keys与values：

回去所有的keys与values

7.4. List数据操作

Redis 列表是简单的字符串列表，按照插入顺序排序。你可以添加一个元素到列表的头部（左边）或者尾部（右边）。
列表最多可存储 232 - 1 元素 (4294967295, 每个列表可存储40多亿)。

List数据类型操作

7.5. Set数据操作

Redis的Set是string类型的无序集合。
集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。

Set类型操作

7.6. sorted set数据操作

Redis zset（sorted set） 和 set 一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。
不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。
zset的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

Sorted-Set类型操作

7.7. 查看key并删除key

使用keys命令与del命令

Keys操作

7.8. 事务处理

事务操作

五、python访问Redis数据库

1. 安装redis模块

使用命令

yangqiangdeMacBook-Pro:bin yangqiang$ pip install redis
Collecting redis
  Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/f1/19/a0282b77c23f9f9dbcc6480787a60807c78a45947593a02dbf026636c90d/redis-3.1.0-py2.py3-none-any.whl (63kB)
    100% |████████████████████████████████| 71kB 103kB/s 
Installing collected packages: redis
Successfully installed redis-3.1.0

Redis模块安装

2. redis模块帮助

使用help可以获取redis模块帮助文档

Redis模块的帮助

3. redis模块核心API

Redis类负责用户客户端调用的封装，其成员基本上对用Redis客户端的所有操作指令。
Connection负责连接Redis服务器。
其他还有负责分布式锁的Lock等，Sentinel负责集群客户端调用封装等。

4. 单一连接

直接使用Redis连接Redis服务器，redis.client.Redis类构造器如下：

__init__(self, host='localhost', port=6379, db=0, password=None, socket_timeout=None, socket_connect_timeout=None, socket_keepalive=None, socket_keepalive_options=None, connection_pool=None, unix_socket_path=None, encoding='utf-8', encoding_errors='strict', charset=None, errors=None, decode_responses=False, retry_on_timeout=False, ssl=False, ssl_keyfile=None, ssl_certfile=None, ssl_cert_reqs='required', ssl_ca_certs=None, max_connections=None)

# coding = utf-8
import redis.client
redis = redis.client.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
print(redis.keys(pattern='*'))

[b'telno', b'key2', b'friends', b'courses', b'key1']

5. 连接池

连接池redis.connection.ConnectionPool的构造器：

__init__(self, connection_class=<class 'redis.connection.Connection'>, max_connections=None, **connection_kwargs)

# coding = utf-8
import redis.client
import redis.connection
pools = redis.connection.ConnectionPool(
    connection_class=redis.connection.Connection,
    max_connections=10,
    host='127.0.0.1',
    port=6379,
    db=0,
    password='yq123456')
redis = redis.client.Redis(connection_pool=pools)
print(redis.keys(pattern='*'))

[b'telno', b'key2', b'friends', b'courses', b'key1']

6. 数据库操作

数据库操作基本上对应redis-cli客户端的指令。

# coding = utf-8
import redis.client
redis = redis.client.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
if redis.set(name='py_user', value='Jack'):
    print('执行成功')

if redis.save():
    print('执行成功')

执行成功
执行成功

7. 事务操作

一般来说，事务有四个性质称为ACID，分别是原子性，一致性，隔离性和持久性。
  a）原子性atomicity：redis事务保证事务中的命令要么全部执行要不全部不执行。有些文章认为redis事务对于执行错误不回滚违背了原子性，是偏颇的。
  
  b）一致性consistency：redis事务可以保证命令失败的情况下得以回滚，数据能恢复到没有执行之前的样子，是保证一致性的，除非redis进程意外终结。
  
  c）隔离性Isolation：redis事务是严格遵守隔离性的，原因是redis是单进程单线程模式，可以保证命令执行过程中不会被其他客户端命令打断。
  
  d）持久性Durability：redis事务是不保证持久性的，这是因为redis持久化策略中不管是RDB还是AOF都是异步执行的，不保证持久性是出于对性能的考虑。
  

在Redis中事务有专门的指令，但在Python实现中，通过Pipeline类实现事务相关指令。

__init__(self, connection_pool, response_callbacks, transaction, shard_hint)

获取通过Redis对象的ipieline函数返回Pipeline对象

Redis.pipeline(self, transaction=True, shard_hint=None)

pipeline 也可以保证缓冲的命令组做为一个原子操作。缺省就是这种原子模式。
要使用命令缓冲，但禁止pipeline 的原子操作属性，可以关掉 transaction=False。

7.1. 提交事务

# coding = utf-8

import redis.client
redis = redis.client.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
pipeline = redis.pipeline(transaction=True)  # 参数指定是否每个指令后自动提交事务。
pipeline.multi()
pipeline.set(name='py_user', value='Jack')
if pipeline.execute():
    print('提交事务成功')

提交事务成功

# coding = utf-8

import redis.client
import redis.connection
pool = redis.connection.ConnectionPool(max_connections=10, host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
pipe = redis.client.Pipeline(
    connection_pool=pool,
    transaction=True,
    shard_hint=None,
    response_callbacks=[]
)
pipe.multi()
pipe.set(name='py_user', value='Jack')
pipe.set(name='linux_user',value='root')
if pipe.execute():     # 提交事务
    print('事务提交成功！')

事务提交成功！

7.2. 回滚（放弃）事务

  
注意：
  Redis与mysql中事务不同，在redis事务遇到执行错误的时候，不会进行回滚，而是简单的越过了，并保证其他的命令正常执行。这点可以通过上面的程序观察到这个设计效果。
  
  在Python代码中，执行错误的命令的异常会被扑捉，并在execute函数的返回值列表中。

# coding = utf-8

import redis.client
import redis.connection
pool = redis.connection.ConnectionPool(max_connections=10, host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
pipe = redis.client.Pipeline(
    connection_pool=pool,
    transaction=True,
    shard_hint=None,
    response_callbacks=[]
)
pipe.multi()
pipe.set(name='py_user', value='Jack')
pipe.set(name='linux_user',value='root')
# pipe.execute()
pipe.reset()   # 取消事务

注意：
  reset会释放占用的连接，如果使用连接池，则连接会返回到连接池。

7.3. watch与unwatch的使用

  
  在redis-cli终端中，WATCH 命令可以为 Redis 事务提供 check-and-set （CAS）行为。被 WATCH 的键会被监视，并会发觉这些键是否被改动过了。 如果有至少一个被监视的键在 EXEC 执行之前被修改了， 那么整个事务都会被取消， EXEC 返回空多条批量回复（null multi-bulk reply）来表示事务已经失败。
  
  如果在 WATCH 执行之后， EXEC 执行之前， 有其他客户端修改了 WATCH中指定的key的值， 那么程序的事务就会抛出异常 redis.WatchError。抛出异常事务自动取消，需要重新调用MULTI指令。
  
  下面例子运行的时候，在睡眠20秒后指定EXEC，在这期间内，可以在另外客户端修改key为py_user的值，当睡眠20秒后，会抛出异常。（在睡眠中，不会中断睡眠抛出异常，这个与其他编程有差异）
  
  一般对事务处理模式，最好开启监听机制，这样可以提供更好的原子操作。一旦异常抛出，可以反复执行，直到成功为止。

# coding = utf-8

import redis
import redis.connection
import time
pool = redis.connection.ConnectionPool(max_connections=10, host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
pipe = redis.client.Pipeline(
    connection_pool=pool,
    transaction=True,
    shard_hint=None,
    response_callbacks=[]
)
try:
    pipe.watch('py_user',)
    pipe.multi()
    pipe.set(name='py_user', value='Jack')
    time.sleep(20)
    pipe.set(name='linux_user', value='root')
    pipe.execute()
except redis.WatchError as e:
    print(e)
    # 异常抛出的时候，事务被自动取消（注意睡眠期间不会触发异常事件）
    pipe.reset()

Watched variable changed.

7.4. Redis类中transaction函数的使用

  
  上面使用watch来观察key的值被其他客户改变，一般为了防止数据脏，会采用循环方式，Redis类提供了transaction函数来处理这种麻烦。
  
  下面代码，可以在其他客户端改变，会看到print("睡眠")执行两次，直到处理并事务提交成功。

# coding = utf-8
import redis.connection
import time
r = redis.client.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')


def my_cb(pipe_):
    pipe_.multi()
    pipe_.set(name='py_user', value='Jack-Hello')
    print("睡眠")
    time.sleep(5)
    pipe_.set(name='linux_user', value='root')
    if pipe_.execute():
        print("提交成功")
    else:
        print("提交失败")


r.transaction(my_cb, 'py_user')

睡眠
睡眠
提交成功





[]

8. Pipeline类命令执行回调实现

  Pipeline类的构造器中可以指定对命令执行结果返回的回调，这样可以每个命令被执行就可以及时响应，而不是处理execute的返回结果。
  回调函数至少传递一个参数，如果有withscores这样的参数，可能返回多个参数。

# coding = utf-8

import redis
import redis.connection
import time


# 返回每个命名执行的结果
def my_call(*p):
    print(*p)


pool = redis.connection.ConnectionPool(max_connections=10, host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
pipe = redis.client.Pipeline(
    connection_pool=pool,
    transaction=True,
    shard_hint=None,
    response_callbacks={'SET': my_call}
)
pipe.multi()
pipe.set(name='py_user', value='Jack')
pipe.set(name='linux_user', value='root')
pipe.execute()    # 因为有回调，所以，这个函数返回是None。

b'OK'
b'OK'





[None, None]

9. 订阅与发布

订阅与发布是一种消息通信机制。包含两个行为：
   | - 订阅：SUBSCRIBE channel [channel ...]
   | - 发布：PUBLISH channel message
  
当然可以退订。
   |- 退订：UNSUBSCRIBE [channel [channel ...]]
同时提供模式匹配指令：
   |- PSUBSCRIBE pattern [pattern ...]
   |- PUNSUBSCRIBE [pattern [pattern ...]]
查看订阅状态：
   |- PUBSUB subcommand [argument [argument ...]]

9.1. 订阅消息

使用SUBSCRIBE命令订阅消息：

消息订阅

9.2. 发布消息

使用PUBLISH发布消息：

消息发布

9.3. 查看订阅发布状态

9.3.1. 获取帮助

使用PUBSUB HELP命令获取完整的帮助：

消息状态查看指令帮助

9.3.2. 查看订阅状态

注意：
  NUMPAT是采用模式订阅的数量。
  NUMSUB是多某个频道德订阅数量。

消息状态查看操作

9.4. 使用python程序订阅消息

订阅消息需要使用订阅发布对象class 'redis.client.PubSub'。
调用handle_message可以把订阅的响应结构解析成一个字典结构。

# coding = utf-8
import redis.client

redis = redis.client.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
sub_pub = redis.pubsub()
print(sub_pub, type(sub_pub))

sub_pub.subscribe('mychannel')

result = sub_pub.parse_response()
print('订阅操作：', result)
result = sub_pub.parse_response()
message = sub_pub.handle_message(result)
print('订阅的消息：', result, message['data'])

<redis.client.PubSub object at 0x106c5e940> <class 'redis.client.PubSub'>
订阅操作： [b'subscribe', b'mychannel', 1]
订阅的消息： [b'message', b'mychannel', b'this is a test message'] b'this is a test message'

9.5. 使用python程序发布消息

# coding = utf-8
import redis.client

redis = redis.client.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, password='yq123456')
redis.publish('mychannel','this is a test message')

4

六、附录

  Redis还有一些其他连接快捷方式，我们采用比较常规的方式介绍。
  Redis还支持集群，后面单独介绍集群的配置与Python编程的一些基本概念。