1.Redis 基础知识

思考着亮2026-10-17 10:43

一、 引言

在 Web 应用发展的初期，关系型数据库受到了较为广泛的关注和应用，原因是那时候 Web 站点基本上访问和并发不高、交互也较少。而在后来，随着访问量的提升，使用关系型数据库的 Web 站点多多少少都开始在性能上出现了一些瓶颈，而瓶颈的源头一般是在磁盘的 I/O 上。随着互联网技术的进一步发展，各种类型的应用层出不穷，这导致在当今云计算、大数据盛行的时代，对性能有了更多的需求，主要体现在以下几个方面：

  1. 低延迟的读写速度：应用快速地反应能极大地提升用户的满意度。
  2. 支撑海量的数据和流量：对于搜索这样大型应用而言，需要利用 PB 级别的数据和能应对百万级的流量。
  3. 大规模集群的管理：系统管理员希望分布式应用能更简单的部署和管理。

为了克服这一问题，NoSQL 应运而生，它同时具备了高性能、可扩展性强、高可用等优点，受到广泛开发人员和数据库管理人员的青睐。

关系型数据库 (RDBMS) 与非关系型数据库 (NoSQL) 的对比

关系型数据库 (RDBMS) 数据库中表与表的数据之间存在某种关联的内在关系，因为这种关系，所以我们称这种数据库为关系型数据库。

  • 典型代表：MySQL/MariaDB、PostgreSQL、Oracle、SQL Server、DB2、Access、SQLite3。
  • 特点 ：
    1. 全部使用 SQL（结构化查询语言）进行数据库操作。
    2. 都存在主外键关系，表等关系特征。
    3. 大部分都支持各种关系型的数据库的特性：事务、存储过程、触发器、视图、临时表、模式、函数。

非关系型数据库 (NoSQL) NOSQL = Not Only SQL，泛指非关系型数据库。泛指那些不使用 SQL 语句进行数据操作的数据库，所有数据库中只要不使用 SQL 语句的都是非关系型数据库。

  • 典型代表：Redis、MongoDB、HBase、Hadoop、Elasticsearch、图数据库 (Neo4j) 等。

二、 Redis 概述

2.1 定义

Redis (Remote Dictionary Server，远程字典服务) 是一个使用 ANSI C 编写的开源、支持网络、基于内存、可选持久性的键值对 (Key-Value) 存储数据库，属于 NoSQL 数据库。

Redis 的出现主要是为了替代早期的 Memcache 缓存系统。它是一个 map 内存型 (数据存放在内存中) 的非关系型 (NoSQL) key-value (键值存储) 数据库。

核心特点：

  • 支持数据持久化：基于 RDB 和 AOF。数据持久化时将数据存放到文件中，每次启动 Redis 之后会先将文件中数据加载到内存。
  • 常见用途：经常用来做缓存、数据共享、购物车、消息队列、计数器、限流等。（最基本的就是缓存一些经常用到的数据，提高读写速度）。

2.2 Redis 特性

  • 速度快
  • 持久化
  • 多种数据结构
  • 支持多种编程语言
  • 主从复制
  • 高可用、分布式

2.3 Redis 的应用场景有哪些？

  • 缓存系统（"热点"数据：高频读、低频写）：缓存用户信息、优惠券过期时间、验证码过期时间、Session、Token 等。
  • 计数器：帖子的浏览数、视频播放次数、评论次数、点赞次数等。
  • 消息队列、秒杀系统。
  • 社交网络：粉丝、共同好友（可能认识的人）、兴趣爱好（推荐商品）。
  • 排行榜（有序集合）。
  • 发布订阅：粉丝关注、消息通知。

三、 Redis 环境安装

Redis 官方只提供了 Linux 版本的 Redis，Windows 系统的 Redis 是微软团队根据官方的 Linux 版本高仿的。

3.1 下载和安装

  • Windows 版本下载地址 ：github.com/tporadowski...
  • 下载对应版本的安装包（如 Redis-x64-3.2.100.msi）后，直接运行安装程序即可。
  • Windows 安装过程中的重要配置 ：
    1. 默认端口 ：Redis 的默认运行端口是 6379。在安装时可以勾选将该端口添加到系统防火墙白名单，允许外部访问。
    2. 最大内存限制 (Max Memory) ：在安装时可以勾选并设置 Redis 占用的最大内存（例如默认 100MB）。这用于防止 Redis 无限制地消耗系统内存。

四、 Redis 常用运维命令 (Linux)

在 Linux/Mac 环境下，我们经常需要打开客户端、查看 Redis 进程状态或停止 Redis 服务，以下是常用的几个命令：

1. 打开客户端 (redis-cli)

bash 复制代码 
redis-cli
  • 作用：在终端启动 Redis 的命令行客户端，用于直接连接到本地的 Redis Server 进行各种数据操作和交互。

2. 查找 Redis 进程

bash 复制代码 
ps -ef | grep redis-server
  • 作用 ：主要用来确认 Redis 服务是否在后台运行，并获取 Redis 进程的 PID（进程号）。

3. 强制终止 (关闭) Redis 进程

bash 复制代码 
kill -9 8557
  • 作用：强制杀掉 PID 为 8557 的 Redis 进程。通常在 Redis 无法正常停止，或者需要强制重启时使用。

五、 Redis 数据类型概述

Redis 可以理解成一个全局的大字典，key 就是数据的唯一标识符。根据 key 对应的值不同，可以划分成 5 个基本数据类型。

javascript 复制代码 
redis = {
    "name": "yuan"
}

  1. String 类型 (字符串)： 字符串类型，是 Redis 中最为基础的数据存储类型。它在 Redis 中是二进制安全的，也就是 byte 类型。

    • 单个数据的最大容量是 512M。
    • 结构：key: 值

  2. Hash 类型 (哈希)： 用于存储对象/字典，对象/字典的结构为键值对。key、域（属性）、值的类型都为 string。域在同一个 hash 中是唯一的。

    • 结构：

      json 复制代码 
      key: {
    域 (属性): 值,
    域: 值,
    ...
}

  3. List 类型 (列表/数组)： 列表类型，它的子成员类型为 string。

    • 结构：key: [值1, 值2, 值3...]

  4. Set 类型 (集合) ： 无序集合，它的子成员类型为 string 类型。元素唯一不重复，没有修改操作。

    • 结构：key: {值1, 值2, 值3...}

(注：还有第 5 种基本数据类型为 Zset 有序集合)

六、 Redis 常用数据操作 - String (字符串)

String 是 Redis 中最基本的数据类型，以下是常用的基础操作命令：

1. 设置和获取键值对 (set / get)

  • 设置键值 (set) ：如果设置的键不存在，则为添加；如果已经存在，则直接覆盖。

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> set name yuan
OK

  • 获取键值 (get) ：根据键获取值，如果不存在此键则返回 nil。

2. 仅当键不存在时设置 (setnx)

用于一个变量只能被设置一次的情况。一般用于给数据加锁（分布式锁）。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> setnx goods_1 101
(integer) 1  # 第一次设置，键不存在，设置成功返回 1

127.0.0.1:6379> setnx goods_1 102
(integer) 0  # 键已存在，设置失败返回 0

3. 设置键值的过期时间 (setex)

Redis 中可以对一切的数据设置有效期，以秒为单位。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> setex name 5 rain
OK
# 等待 5 秒钟后再次获取将返回 (nil)

4. 设置和获取多个键值 (mset / mget)

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> mset a1 goland a2 java a3 c
OK
127.0.0.1:6379> mget a1 a2

5. 字符串拼接值 (append)

常见于大文件上传等场景。向已有的字符串末尾追加内容。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> set title "我的"
127.0.0.1:6379> append title "redis"

6. 自增自减 (incr / decr)

应用场景：电商抢购、秒杀；游戏里面的投票、攻击计数；计算当前在线人数等。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> set id 1
127.0.0.1:6379> incr id   # 相当于 id+1
(integer) 2
127.0.0.1:6379> decr id   # 相当于 id-1
(integer) 1

7. 获取字符串的长度 (strlen)

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> set name xiaoming
127.0.0.1:6379> strlen name
(integer) 8

8. 比特流操作 (Bitmaps)

常用于签到记录等场景，非常节省内存。

  • SETBIT key offset value：按从左到右的偏移量设置一个 bit 数据的值（只能是 0 或 1）。
  • GETBIT key offset：获取一个 bit 数据的值。
  • BITCOUNT key：统计字符串被设置为 1 的 bit 数量。

七、 Redis 通用 Key 操作

Redis 中所有的数据都是通过 key（键）来进行操作，以下是任何数据类型都通用的命令：

1. 查找键 (keys)

参数支持简单的正则表达式。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> keys *     # 查看所有键
127.0.0.1:6379> keys *a*   # 查看名称中包含 `a` 的键
127.0.0.1:6379> keys a*    # 查看以 a 开头的键
127.0.0.1:6379> keys *_1   # 查看以 _1 结尾的键

2. 判断键是否存在 (exists)

如果存在返回 1，不存在返回 0。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> exists key1
127.0.0.1:6379> exists title

3. 查看键的值的数据类型 (type)

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> type a1
string  # 返回结果可能为 string、hash、list、set、zset

4. 删除键以及键对应的值 (del)

可以同时删除一个或多个键。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> del key1 key2 ...

5. 查看键的有效期 (ttl)

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> ttl key
  • 正整数：以秒为单位的剩余有效时间。
  • -1：表示永不过期。
  • -2：表示当前数据已经过期（或该键根本不存在）。

6. 设置 key 的有效期 (expire)

Redis 中所有的数据都可以通过 expire 重新设置有效期，到期后自动删除。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> expire key seconds

7. 清空所有 key (flushall)

⚠️ 慎用！ 一旦执行，则 Redis 所有数据库（0~15 号库）的全部 key 都会被清除。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> flushall

8. key 重命名 (rename)

bash 复制代码 
# 把 name 重命名为 username
127.0.0.1:6379> rename name username

9. 切换数据库 (select)

Redis 配置文件中默认有 0~15 共 16 个数据库，默认操作的是 0 号数据库。

bash 复制代码 
# 切换到 1 号数据库，终端前缀会变成 [1]
127.0.0.1:6379> select 1
OK
127.0.0.1:6379[1]> set name xiaoming
OK

八、 Redis 常用数据操作 - List (列表/数组)

List（列表）相当于一个队列或数组，列表的子成员类型为 string。

1. 基础命令概览

  • lpush key value：左侧（前）插入
  • rpush key value：右侧（后）插入
  • linsert key after|before 指定元素 value：指定元素前后插入
  • lindex key index：根据索引获取元素
  • lrange key start stop：获取指定范围内的元素
  • lset key index value：修改指定索引的值
  • lrem key count value：删除指定数量的特定元素
  • lpop key：移除并获取列表的第一个成员
  • rpop key：移除并获取列表的最后一个成员

2. 添加子成员

可以一次性添加一条或多条数据。

  • 左侧 (前) 添加 (lpush) ：

    bash 复制代码 
    # 例：从键为 brother 的列表左侧依次添加
127.0.0.1:6379> lpush brother liubei
# 当前列表：[liubei]

127.0.0.1:6379> lpush brother guanyu zhangfei xiaoming
# 当前列表：[xiaoming, zhangfei, guanyu, liubei]
# 注意：连续添加时，后添加的元素会被顶到更左侧

  • 右侧 (后) 添加 (rpush) ：

    bash 复制代码 
    # 例：从键为 brother 的列表右侧依次添加
127.0.0.1:6379> rpush brother xiaohong
# 当前列表：[xiaoming, zhangfei, guanyu, liubei, xiaohong]

127.0.0.1:6379> rpush brother xiaobai xiaohui
# 当前列表：[xiaoming, zhangfei, guanyu, liubei, xiaohong, xiaobai, xiaohui]

  • 在指定元素旁插入 (linsert) ：

    bash 复制代码 
    # 在指定元素的左边(前) / 右边(后) 插入数据
127.0.0.1:6379> linsert key before 指定元素 value
127.0.0.1:6379> linsert key after 指定元素 value

3. 基于索引获取列表成员 (lindex)

根据指定的索引(下标)获取成员的值。负数下标从右边 -1 开始，逐个递减。

bash 复制代码 
# 示例：获取 brother 下标为 2 以及 -2 的成员
127.0.0.1:6379> del brother
127.0.0.1:6379> lpush brother guanyu zhangfei xiaoming
# 此时列表为：[xiaoming, zhangfei, guanyu]

127.0.0.1:6379> lindex brother 2
"guanyu"

127.0.0.1:6379> lindex brother -2
"zhangfei"

4. 移除并获取列表成员 (lpop / rpop)

  • lpop key：第一个成员出列（移除并获取左侧第一个元素）。
  • rpop key：最后一个成员出列（移除并获取右侧最后一个元素）。
bash 复制代码 
# 获取并移除 brother 中的第一个成员
127.0.0.1:6379> lpop brother
"xiaoming"

💡 核心开发技巧 ： 在开发中，我们往往使用 rpush 和 lpop 这两个命令组合，来实现队列 (Queue) 的数据结构，从而完美实现数据的"入列"和"出列"（先进先出）。

5. 获取列表的切片 (lrange)

获取列表中指定范围的成员，起始和结束索引都是基于 0 的。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> lrange key start stop

# 示例：获取 brother 列表中所有的元素（0 到 -1 表示获取所有）
127.0.0.1:6379> lrange brother 0 -1
1) "xiaoming"
2) "zhangfei"
3) "guanyu"

# 获取索引 0 到 1 的元素
127.0.0.1:6379> lrange brother 0 1
1) "xiaoming"
2) "zhangfei"

6. 获取列表的长度 (llen)

获取列表中包含的成员数量。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> llen key

# 示例：获取 brother 列表的长度
127.0.0.1:6379> llen brother
(integer) 3

7. 按索引设置值 (lset)

修改指定索引位置上的成员的值。

bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> lset key index value

# 示例：将 brother 列表中索引为 1 的成员修改为 "zhaoyun"
127.0.0.1:6379> lset brother 1 "zhaoyun"
OK
127.0.0.1:6379> lrange brother 0 -1
1) "xiaoming"
2) "zhaoyun"
3) "guanyu"

8. 删除指定成员 (lrem)

根据参数 count 的值，移除列表中与参数 value 相等的元素。

  • count > 0: 从左往右（表头向表尾），移除与 value 相等的元素，数量为 count。
  • count < 0: 从右往左（表尾向表头），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。
bash 复制代码 
127.0.0.1:6379> lrem key count value

# 示例：假设 num 列表里面为 [1, 2, 3, 1, 2, 3, 1, 2, 3]

# 从左向右，删除 2 个 "1"
127.0.0.1:6379> lrem num 2 1
(integer) 2

# 从右向左，删除 1 个 "3"
127.0.0.1:6379> lrem num -1 3
(integer) 1

# 删除所有的 "2"
127.0.0.1:6379> lrem num 0 2
(integer) 3

九、 Redis 常用数据操作 - Hash (哈希)

专门用于结构化的数据信息。对应的就是 map/结构体。

结构:

css 复制代码 
键key: {
    域field: 值value,
    域field: 值value,
    域field: 值value,
}

1. 设置指定键的属性 / 域 (hset)

设置指定键的单个或多个属性。

  • 命令格式 ：hset key field value

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> hset user_1 name xiaoming  # user_1没有会自动创建
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user_1 name xiaohei   # user_1中重复的属性会被修改
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hset user_1 age 16         # user_1中不存在的属性会被新增
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user:1 name xiaohui   # user:1会在redis界面操作中以:作为目录分隔符
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user:1 age 15
(integer) 1
127.0.0.1:6379> hset user:2 name xiaohong age 16 # 一次性添加或修改多个属性

  • 注意事项 ：

    • 老版本的 Redis 批量设置需要用 hmset，在较新版本中 hset 已经支持直接设置多个字段。

2. 获取指定键的域 / 属性的值 (hget / hmget)

  • 命令格式 ：

    • 获取单个：hget key field
    • 获取多个：hmget key field1 field2 ...

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    # 获取键 user:3 属性 name 的值
127.0.0.1:6379> hget user:3 name
"xiaohong"

# 获取键 user:2 属性 name、age 的值
127.0.0.1:6379> hmget user:2 name age
1) "xiaohong"
2) "16"

  • 注意事项 ：如果请求的字段（field）不存在，或者指定的 key 本身不存在，会返回 nil。

3. 获取 Hash 的所有域值对 (hgetall / hkeys / hvals)

  • 命令格式 ：

    • 获取所有值：hvals key
    • 获取所有域 (属性名)：hkeys key
    • 获取所有域值对：hgetall key

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    # 获取指定键的所有域值对
127.0.0.1:6379> hset user:1 name xiaoming age 16 sex 1
(integer) 3
127.0.0.1:6379> hgetall user:1
1) "name"
2) "xiaoming"
3) "age"
4) "16"
5) "sex"
6) "1"

# 获取指定键的所有域 (属性名)
127.0.0.1:6379> hkeys info
1) "name"
2) "age"

# 获取指定键的所有值
127.0.0.1:6379> hvals info
1) "rain"
2) "32"

  • 注意事项 ：

    • hgetall 返回的结果是一个列表：先是字段名，紧跟着是该字段的值，交替出现。
    • 慎用 ：如果 Hash 内部的数据量非常大（成千上万个字段），直接使用 hgetall 可能会导致阻塞，此时推荐使用 hscan。

4. 删除指定键的域 / 属性 (hdel)

  • 命令格式 ：hdel key field1 field2 ...

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    # 删除键 user:3 的属性 sex/age/name，当键中的hash数据没有任何属性，则当前键会被redis删除
127.0.0.1:6379> hdel user:3 sex age name

  • 注意事项：如果删除的字段不存在，则直接忽略。返回值是被成功删除的字段数量。如果哈希表中的所有字段都被删除了，这个键（key）本身也会被 Redis 自动删除。

5. 判断指定属性 / 域是否存在于当前键对应的hash中 (hexists)

  • 命令格式 ：hexists key field

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    # 判断user:2中是否存在age属性
127.0.0.1:6379> hexists user:3 age
(integer) 0
127.0.0.1:6379> hexists user:2 age
(integer) 1

  • 注意事项：只能判断单个字段是否存在，不能一次性判断多个。

6. 属性值自增自减 (hincrby)

  • 命令格式 ：hincrby key field number

  • 示例 ：给 user:2 的 age 属性在原值基础上+/-10，然后在 age 现有值的基础上-2

    bash 复制代码 
    # 按指定数值自增
127.0.0.1:6379> hincrby user:2 age 10
(integer) 77
127.0.0.1:6379> hincrby user:2 age 10
(integer) 87

# 按指定数值自减
127.0.0.1:6379> hincrby user:2 age -10
(integer) 77
127.0.0.1:6379> hincrby user:2 age -10
(integer) 67

  • 注意事项 ：

    • 如果目标字段不存在，会先将该字段的值自动设为 0，然后再执行加法操作。
    • 目标字段的值必须是能够被解析为数字的字符串，否则会报错。

十、 Redis 常用数据操作 - Set (集合)

无序集合，重点就是去重 和无序。

1. 添加元素 (sadd)

  • 命令格式 ：sadd key member1 member2 ...

  • 示例 ：向键 authors 的集合中添加元素 zhangsan、lisi、wangwu

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> sadd authors zhangsan lisi wangwu
(integer) 3

2. 获取集合的所有成员 (smembers)

  • 命令格式 ：smembers key

  • 示例 ：获取键 authors 的集合中所有元素

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> smembers authors
1) "lisi"
2) "wangwu"
3) "zhangsan"

3. 获取集合的长度 (scard)

  • 命令格式 ：scard key

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> scard authors
(integer) 3

4. 随机抽取一个或多个元素 (spop)

抽取出来的成员会被删除掉。

  • 命令格式 ：spop key [count=1]

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> spop authors
"wangwu"
127.0.0.1:6379> smembers authors
1) "lisi"
2) "zhangsan"

  • 注意事项 ：count 为可选参数，不填则默认一个。被提取的成员会从集合中被删除掉。

5. 删除指定元素 (srem)

  • 命令格式 ：srem key value

  • 示例 ：删除键 authors 的集合中元素 zhangsan

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> srem authors zhangsan

6. 交集、差集和并集 (sinter / sdiff / sunion)

常用于推荐系统（协同过滤，基于用户、基于物品）。

  • 命令格式 ：

    • sinter key1 key2 key3 .... # 交集、比较多个集合中共同存在的成员
    • sdiff key1 key2 key3 .... # 差集、比较多个集合中不同的成员
    • sunion key1 key2 key3 .... # 并集、合并所有集合的成员，并去重

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    del user:1 user:2 user:3 user:4
sadd user:1 1 2 3 4  # user:1 = {1,2,3,4}
sadd user:2 1 3 4 5  # user:2 = {1,3,4,5}
sadd user:3 1 3 5 6  # user:3 = {1,3,5,6}
sadd user:4 2 3 4    # user:4 = {2,3,4}

# 交集
127.0.0.1:6379> sinter user:1 user:2
1) "1"
2) "3"
3) "4"

127.0.0.1:6379> sinter user:1 user:3
1) "1"
2) "3"

127.0.0.1:6379> sinter user:1 user:4
1) "2"
2) "3"
3) "4"

127.0.0.1:6379> sinter user:2 user:4
1) "3"
2) "4"

# 并集
127.0.0.1:6379> sunion user:1 user:2 user:4
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "5"

# 差集
127.0.0.1:6379> sdiff user:2 user:3
1) "4"  # 此时可以给user:3推荐4

127.0.0.1:6379> sdiff user:3 user:2
1) "6"  # 此时可以给user:2推荐6

127.0.0.1:6379> sdiff user:1 user:3
1) "2"
2) "4"

十一、 Redis 常用数据操作 - zset (有序集合)

有序集合 (score/value) ，去重并且根据 score 权重值来进行排序的。score 从小到大排列。

1. 添加成员 (zadd)

  • 命令格式 ：zadd key score1 member1 score2 member2 score3 member3 ....

  • 示例 ：设置榜单 achievements，设置成绩和用户名作为 achievements 的成员

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> zadd achievements 61 xiaoming 62 xiaohong 83 xiaobai 78 xiaohei 87 xiaohui 99 xiaolan
(integer) 6
127.0.0.1:6379> zadd achievements 85 xiaohuang
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd achievements 54 xiaoqing

2. 获取 score 在指定区间的所有成员 (zrangebyscore / zrange 等)

  • 命令格式 ：

    • zrangebyscore key min max # 按 score 进行从低往高排序获取指定 score 区间
    • zrevrangebyscore key min max # 按 score 进行从高往低排序获取指定 score 区间
    • zrange key start stop # 按 score 进行从低往高排序获取指定索引区间
    • zrevrange key start stop # 按 score 进行从高往低排序获取指定索引区间

  • 示例 ：

    bash 复制代码 
    zrange achievements 0 -1  # 从低到高全部成员

3. 获取集合长度 (zcard)

  • 命令格式 ：zcard key

  • 示例 ：获取 users 的长度 (示例中演示为 achievements)

    bash 复制代码 
    zcard achievements

4. 获取指定成员的权重值 (zscore)

  • 命令格式 ：zscore key member

  • 示例 ：获取 users 中 xiaoming 的成绩

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> zscore achievements xiaobai
"93"
127.0.0.1:6379> zscore achievements xiaohong
"62"
127.0.0.1:6379> zscore achievements xiaoming
"61"

5. 获取指定成员在集合中的排名 (zrank / zrevrank)

排名从 0 开始计算。

  • 命令格式 ：

    • zrank key member # score 从小到大的排名
    • zrevrank key member # score 从大到小的排名

  • 示例 ：获取 achievements 中 xiaohei 的分数排名，从大到小

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> zrevrank achievements xiaohei
(integer) 4

6. 获取 score 在指定区间的所有成员数量 (zcount)

  • 命令格式 ：zcount key min max

  • 示例 ：获取 achievements 从 0~60 分之间的人数闭区间

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> zcount achievements 0 60
(integer) 2
127.0.0.1:6379> zcount achievements 54 60
(integer) 2

7. 给指定成员增加增加权重值 (zincrby)

  • 命令格式 ：zincrby key score member

  • 示例 ：给 achievements 中 xiaobai 增加 10 分

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> ZINCRBY achievements 10 xiaobai
"93"

8. 删除成员 (zrem)

  • 命令格式 ：zrem key member1 member2 member3 ....

  • 示例 ：从 achievements 中删除 xiaoming 的数据

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> zrem achievements xiaoming

9. 删除指定数量的成员 (zpopmin / zpopmax)

  • 命令格式 ：

    • zpopmin key [count] # 删除指定数量的成员，从最低score开始删除
    • zpopmax key [count] # 删除指定数量的成员，从最高score开始删除

  • 示例 ：从 achievements 中提取并删除成绩最低的 2 个数据

    bash 复制代码 
    127.0.0.1:6379> zpopmin achievements 2

十二、 Python操作redis

一、 python对redis基本操作

(1) 连接redis

方式1：

python 复制代码 
import redis

# 方式1
r = redis.Redis(host='127.0.0.1', port=6379)
r.set("foo", "Bar")

方式2 (连接池)：

python 复制代码 
import redis

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.set('bar', 'Foo')
print(r.get('bar'))

连接池原理与优势说明： 通常情况下，当我们需要做redis操作时，会创建一个连接，并基于这个连接进行redis操作，操作完成后，释放连接，一般情况下，这是没问题的，但当并发量比较高的时候，频繁的连接创建和释放对性能会有较高的影响。于是，连接池就发挥作用了。连接池的原理是，通过预先创建多个连接，当进行redis操作时，直接获取已经创建的连接进行操作，而且操作完成后，不会释放，用于后续的其他redis操作。这样就达到了避免频繁的redis连接创建和释放的目的，从而提高性能。

(2) 数据类型操作

python 复制代码 
import redis

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, db=0, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)

# 一 字符串操作
r.set('bar', 'Foo')
print(r.get('bar'))

# 不允许对已经存在的键设置值
ret = r.setnx("name", "yuan")
print(ret)  # False

# 设置键有效期
r.setex("good_1001", 10, "2")

# 自增自减
r.set("age", 22)
r.incr("age", 10)
print(r.get("age"))

# 二、hash操作

# r.hset("info", "name", "rain")
# print(r.hget("info", "name"))

# r.hmset("info", {"gedner": "male", "age": 22})
# print(r.hgetall("info"))  # {b'name': b'rain', b'gedner': b'male', b'age': b'22'}

# 三、list操作：设置list
r.rpush("scores", "100", "90", "80")  # "scores" :["120","100", "90", "80","70"]
r.rpush("scores", "70")
r.lpush("scores", "120")
print(r.lrange("scores", 0, -1))  # ['120', '100', '90', '80', '70']

r.linsert("scores", "AFTER", "100", 95)
print(r.lrange("scores", 0, -1))  # ['120', '100', '95', '90', '80', '70']
print(r.lpop("scores"))  # 120
print(r.rpop("scores"))  # 70
print(r.lrange("scores", 0, -1))
print(r.lindex("scores", 1))  # '95'

# (6) 集合操作
# key对应的集合中添加元素
r.delete("name_set")
r.sadd("name_set", "zhangsan", "lisi", "wangwu")
# 获取key对应的集合的所有成员
print(r.smembers("name_set"))  # {'lisi', 'zhangsan', 'wangwu'}
# 从key对应的集合中随机获取 numbers 个元素
print(r.srandmember("name_set", 2))
print(r.smembers("name_set"))

r.srem("name_set", "lisi")
print(r.smembers("name_set"))  # {'wangwu', 'zhangsan'}

# (7) 有序集合操作
# 在key对应的有序集合中添加元素
r.delete("jifenbang")
r.zadd("jifenbang", {"yuan": 78, "rain": 20, "alvin": 89, "eric": 45})
# 按照索引范围获取key对应的有序集合的元素
# zrange( name, start, end, desc=False, withscores=False, score_cast_func=float)
print(r.zrange("jifenbang", 0, -1))  # ['rain', 'eric', 'yuan', 'alvin']
print(r.zrange("jifenbang", 0, -1,
               withscores=True))  # [(b'rain', 20.0), (b'eric', 45.0), (b'yuan', 78.0), (b'alvin', 89.0)]
print(r.zrevrange("jifenbang", 0, -1, withscores=True))  # [(b'alvin', 89.0), (b'yuan', 78.0), (b'eric', 45.0), (b'rain', 20.0)]

print(r.zrangebyscore("jifenbang", 60, 100))  # [b'yuan', b'alvin']
print(r.zrangebyscore("jifenbang", 60, 100, start=0, num=1))  # [b'yuan']

# 删除key对应的有序集合中值是values的成员
print(r.zrem("jifenbang", "yuan"))  # 删除成功返回1
print(r.zrange("jifenbang", 0, -1))  # ['rain', 'eric', 'alvin']

# (8) 键操作
r.delete("scores")
print(r.exists("scores"))
print(r.keys("*"))
r.expire("name", 10)

二、 关于redis的实战案例

(1) 案例1：KV缓存

第1个是最基础也是最常用的就是KV功能，我们可以用Redis来缓存用户信息、会话信息、商品信息等等。下面这段代码就是通过缓存读取逻辑。

python 复制代码 
import redis

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, db=6, decode_responses=True)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)

def get_user(user_id):
    user = r.get(user_id)
    if not user:
        user = UserInfo.objects.get(pk=user_id)
        r.setex(user_id, 3600, user)
        
    return user

(2) 案例2：分布式锁

什么是分布式锁

分布式锁其实就是，控制分布式系统不同进程共同访问共享资源的一种锁的实现。如果不同的系统或同一个系统的不同主机之间共享了某个临界资源，往往需要互斥来防止彼此干扰，以保证一致性。

提到Redis的分布式锁，很多小伙伴马上就会想到 setnx + expire 命令。即先用 setnx 来抢锁，如果抢到之后，再用 expire 给锁设置一个过期时间，防止锁忘记了释放。

SETNX 是SET IF NOT EXISTS的简写.日常命令格式是SETNX key value，如果 key不存在，则SETNX成功返回1，如果这个key已经存在了，则返回0。

假设某电商网站的某商品做秒杀活动，key可以设置为key_resource_id,value设置任意值，伪代码如下：

方案1

python 复制代码 
import redis

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1')
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
ret = r.setnx("key_resource_id", "ok")
if ret:
    r.expire("key_resource_id", 5)  # 设置过期时间
    print("抢购成功！")
    r.delete("key_resource_id")  # 释放资源
else:
    print("抢购失败！")

但是这个方案中，setnx 和 expire 两个命令分开了，「不是原子操作 」。如果执行完 setnx 加锁，正要执行 expire 设置过期时间时，进程crash或者要重启维护了，那么这个锁就"长生不老"了，「别的线程永远获取不到锁啦」。

方案2：SETNX + value值是(系统时间+过期时间)

为了解决方案一，「发生异常锁得不到释放的场景」，可以把过期时间放到 setnx 的value值里面。如果加锁失败，再拿出value值校验一下即可。加锁代码如下：

python 复制代码 
import time

def foo():
    expiresTime = time.time() + 10
    ret = r.setnx("key_resource_id", expiresTime)
    if ret:
        print("当前锁不存在，加锁成功")
        return True
    
    oldExpiresTime = r.get("key_resource_id")
    if float(oldExpiresTime) < time.time():  # 如果获取到的过期时间，小于系统当前时间，表示已经过期
        # 锁已过期，获取上一个锁的过期时间，并设置现在锁的过期时间
        newExpiresTime = r.getset("key_resource_id", expiresTime)
        if oldExpiresTime == newExpiresTime:
            # 考虑多线程并发的情况，只有一个线程的设置值和当前值相同，它才可以加锁
            return True  # 加锁成功
            
    return False  # 其余情况加锁皆失败

foo()

方案3

实际上，我们还可以使用Py的redis模块中的set函数来保证原子性（包含setnx和expire两条指令） 代码如下：

python 复制代码 
r.set("key_resource_id", "1", nx=True, ex=10)

(3) 案例4：延迟队列

延时队列可以通过Redis的zset(有序列表)来实现。我们将消息序列化为一个字符串作为zset的值。这个消息的到期时间处理时间作为score，然后用多个线程轮询zset获取到期的任务进行处理，多线程时为了保障可用性，万一挂了一个线程还有其他线程可以继续处理。因为有多个线程，所有需要考虑并发争抢任务，确保任务不能被多次执行。

(4) 案例5：发布订阅

bash 复制代码 
subscribe channel # 订阅
publish channel mes # 发布消息
python 复制代码 
import threading

import redis


r = redis.Redis(host='127.0.0.1')

def recv_msg():
    pub = r.pubsub()
    
    pub.subscribe("fm104.5")
    pub.parse_response()
    
    while 1:
        msg = pub.parse_response()
        print(msg)


def send_msg():
    msg = input(">>>")
    r.publish("fm104.5", msg)


t = threading.Thread(target=send_msg)
t.start()
recv_msg()
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