Python從入門到精通之Redis操作詳解

更新時(shí)間：2023年08月18日 09:33:48 作者：ziwu

Redis（Remote?Dictionary?Server）是一種高性能的開源內(nèi)存數(shù)據(jù)庫,它支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),本文主要為大家介紹了Python中操作Redis數(shù)據(jù)庫的方法,需要的可以參考下

介紹

Redis（Remote Dictionary Server）是一種高性能的開源內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，它支持多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，如字符串、哈希、列表、集合、有序集合等，并提供了豐富的操作命令。Redis具有快速、可靠和靈活的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于緩存、消息隊(duì)列、會話存儲、計(jì)數(shù)器等場景。本文將從入門到精通地介紹Python中操作Redis數(shù)據(jù)庫的方法，帶你掌握使用Redis進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲和讀取的技巧。

1. 安裝和導(dǎo)入

首先，我們需要安裝Redis數(shù)據(jù)庫?？梢詮腞edis官網(wǎng)下載安裝包進(jìn)行安裝，或者使用包管理工具進(jìn)行安裝。

安裝完成后，我們需要在Python中導(dǎo)入redis模塊來操作Redis數(shù)據(jù)庫：

import redis

2. 連接Redis數(shù)據(jù)庫

在使用Redis之前，我們需要先建立與Redis服務(wù)器的連接。可以使用redis.Redis()方法創(chuàng)建一個(gè)Redis客戶端對象，然后通過該對象進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲和讀取。

import redis
# 建立與本地Redis服務(wù)器的連接
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲數(shù)據(jù)
client.set('name', 'Alice')
# 讀取數(shù)據(jù)
value = client.get('name')
print(value.decode())

在上述代碼中，我們使用redis.Redis()方法創(chuàng)建了一個(gè)與本地Redis服務(wù)器的連接，并使用client.set()方法存儲了一個(gè)鍵值對，然后使用client.get()方法讀取了數(shù)據(jù)，并通過decode()方法將二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為字符串輸出。

3. 字符串操作

Redis的字符串?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是最基本的數(shù)據(jù)類型，可以用來存儲字符串、整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)等。

存儲和讀取字符串

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲字符串
client.set('name', 'Alice')
# 讀取字符串
value = client.get('name')
print(value.decode())

增加和減少整數(shù)

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲整數(shù)
client.set('counter', 10)
# 增加整數(shù)
client.incr('counter', 5)
# 讀取整數(shù)
value = client.get('counter')
print(int(value))

設(shè)置過期時(shí)間

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲字符串，并設(shè)置過期時(shí)間為10秒
client.setex('name', 10, 'Alice')
# 讀取字符串
value = client.get('name')
print(value.decode())
# 等待11秒后，再次讀取數(shù)據(jù)
import time
time.sleep(11)
value = client.get('name')
print(value)  # 過期后返回None

在上述代碼中，我們使用client.setex()方法存儲了一個(gè)帶有過期時(shí)間的鍵值對，過期時(shí)間為10秒。等待11秒后，再次讀取數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)鍵已經(jīng)過期，返回了None。

4. 哈希操作

哈希是一種鍵值對的集合，適合存儲對象。

存儲和讀取哈希

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲哈希
client.hset('user', 'name', 'Alice')
client.hset('user', 'age', 30)
# 讀取哈希
name = client.hget('user', 'name')
age = client.hget('user', 'age')
print(name.decode(), age.decode())

獲取所有鍵值對

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲哈希
client.hset('user', 'name', 'Alice')
client.hset('user', 'age', 30)
# 獲取所有鍵值對
data = client.hgetall('user')
for key, value in data.items():
    print(key.decode(), value.decode())

5. 列表操作

列表是一種有序的字符串列表，可以存儲重復(fù)的值。

存儲和讀取列表

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲列表
client.lpush('fruits', 'apple', 'orange', 'banana')
# 讀取列表
fruits = client.lrange('fruits', 0, -1)
for fruit in fruits:
    print(fruit.decode())

獲取列表長度

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲列表
client.lpush('fruits', 'apple', 'orange', 'banana')
# 獲取列表長度
length = client.llen('fruits')
print(length)

彈出元素

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲列表
client.lpush('fruits', 'apple', 'orange', 'banana')
# 彈出元素
fruit = client.lpop('fruits')
print(fruit.decode())
# 再次讀取列表
fruits = client.lrange('fruits', 0, -1)
for fruit in fruits:
    print(fruit.decode())

6. 集合操作

集合是一種無序的、不重復(fù)的字符串集合。

存儲和讀取集合

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲集合
client.sadd('fruits', 'apple', 'orange', 'banana')
# 讀取集合
fruits = client.smembers('fruits')
for fruit in fruits:
    print(fruit.decode())

獲取集合大小

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲集合
client.sadd('fruits', 'apple', 'orange', 'banana')
# 獲取集合大小
size = client.scard('fruits')
print(size)

判斷元素是否在集合中

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲集合
client.sadd('fruits', 'apple', 'orange', 'banana')
# 判斷元素是否在集合中
print(client.sismember('fruits', 'apple'))
print(client.sismember('fruits', 'watermelon'))

7. 有序集合操作

有序集合是一種有序的、不重復(fù)的字符串集合，每個(gè)元素都有一個(gè)分?jǐn)?shù)，可以根據(jù)分?jǐn)?shù)進(jìn)行排序。

存儲和讀取有序集合

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲有序集合
client.zadd('fruits', {'apple': 1, 'orange': 2, 'banana': 3})
# 讀取有序集合
fruits = client.zrange('fruits', 0, -1, withscores=True)
for fruit, score in fruits:
    print(fruit.decode(), score)

獲取元素排名和分?jǐn)?shù)

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲有序集合
client.zadd('fruits', {'apple': 1, 'orange': 2, 'banana': 3})
# 獲取元素排名和分?jǐn)?shù)
rank = client.zrank('fruits', 'banana')
score = client.zscore('fruits', 'banana')
print(rank, score)

獲取分?jǐn)?shù)在范圍內(nèi)的元素

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲有序集合
client.zadd('fruits', {'apple': 1, 'orange': 2, 'banana': 3})
# 獲取分?jǐn)?shù)在范圍內(nèi)的元素
fruits = client.zrangebyscore('fruits', 1, 2, withscores=True)
for fruit, score in fruits:
    print(fruit.decode(), score)

8. 發(fā)布訂閱模式

Redis支持發(fā)布訂閱模式，可以將消息發(fā)布給多個(gè)訂閱者。

發(fā)布消息

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 發(fā)布消息
client.publish('channel', 'Hello, subscribers!')

訂閱消息

import redis
class Subscriber(redis.client.PubSub):
    def on_message(self, message):
        print('Received message:', message['data'].decode())
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
subscriber = Subscriber()
# 訂閱消息
subscriber.subscribe('channel')
client.publish('channel', 'Hello, subscribers!')  # 這里將收到消息

9. 事務(wù)操作

Redis支持事務(wù)操作，可以將多個(gè)命令放在一個(gè)事務(wù)中進(jìn)行執(zhí)行。

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 開啟事務(wù)
with client.pipeline() as pipe:
    try:
        # 監(jiān)聽鍵值變化
        pipe.watch('counter')
        # 事務(wù)開始
        pipe.multi()
        # 執(zhí)行多個(gè)命令
        pipe.incr('counter')
        pipe.incr('counter')
        pipe.incr('counter')
        # 執(zhí)行事務(wù)
        pipe.execute()
    except redis.exceptions.WatchError:
        print('Counter value changed during transaction, transaction aborted.')

在上述代碼中，我們使用client.pipeline()創(chuàng)建了一個(gè)事務(wù)管道，并使用pipe.watch()方法監(jiān)聽了一個(gè)鍵，然后在pipe.multi()和pipe.execute()之間執(zhí)行了多個(gè)命令。如果在事務(wù)執(zhí)行期間，被監(jiān)聽的鍵的值發(fā)生了變化，redis.exceptions.WatchError異常將會被拋出，表示事務(wù)被中止。

10. 過期時(shí)間和持久化

設(shè)置過期時(shí)間

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 存儲字符串，并設(shè)置過期時(shí)間為10秒
client.setex('name', 10, 'Alice')

持久化

Redis支持將數(shù)據(jù)持久化到磁盤中，以防止數(shù)據(jù)丟失。

RDB持久化

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 執(zhí)行保存操作
client.save()

AOF持久化

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 執(zhí)行保存操作
client.bgsave()

11. 性能優(yōu)化

在大規(guī)模使用Redis時(shí)，需要考慮性能優(yōu)化的問題。

使用連接池

import redis
# 建立與本地Redis服務(wù)器的連接池
pool = redis.ConnectionPool(host='localhost', port=6379, db=0)
client = redis.Redis(connection_pool=pool)

使用管道

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 使用管道執(zhí)行多個(gè)命令
with client.pipeline() as pipe:
    pipe.set('name', 'Alice')
    pipe.get('name')
    results = pipe.execute()
    print(results)

使用批量操作

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 使用批量操作
client.mset({'name': 'Alice', 'age': 30})
data = client.mget('name', 'age')
print(data)

12. 分布式鎖

分布式鎖是在分布式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)并發(fā)控制的一種機(jī)制。

import redis
client = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 獲取鎖
lock = client.lock('my_lock')
# 阻塞方式獲取鎖
with lock:
    print('Lock acquired.')
    # 非阻塞方式獲取鎖
if lock.acquire(blocking=False):
    print('Lock acquired.')
else:
    print('Failed to acquire lock.')

13. Redis主從復(fù)制

Redis支持主從復(fù)制，可以將主節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)復(fù)制到從節(jié)點(diǎn)。

import redis
# 創(chuàng)建主節(jié)點(diǎn)連接
master = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 創(chuàng)建從節(jié)點(diǎn)連接
slave = master.slaveof()
# 查看從節(jié)點(diǎn)信息
info = slave.info()
print(info)

14. Redis哨兵

Redis哨兵用于監(jiān)控Redis主從復(fù)制的狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)高可用性。

import redis
# 創(chuàng)建哨兵連接
sentinel = redis.StrictRedis(host='localhost', port=26379, db=0)
# 獲取主節(jié)點(diǎn)連接
master = sentinel.sentinel_get_master_addr_by_name('mymaster')
print(master)

15. Redis集群

Redis支持集群模式，可以將數(shù)據(jù)分布在多個(gè)節(jié)點(diǎn)上。

from rediscluster import StrictRedisCluster
# 創(chuàng)建集群節(jié)點(diǎn)連接
startup_nodes = [{'host': 'localhost', 'port': '7000'}, {'host': 'localhost', 'port': '7001'}]
client = StrictRedisCluster(startup_nodes=startup_nodes)
# 存儲數(shù)據(jù)
client.set('name', 'Alice')
# 讀取數(shù)據(jù)
value = client.get('name')
print(value.decode())

16. 總結(jié)

本文介紹了Python中操作Redis數(shù)據(jù)庫的方法，包括連接Redis數(shù)據(jù)庫、字符串操作、哈希操作、列表操作、集合操作、有序集合操作、發(fā)布訂閱模式、事務(wù)操作、過期時(shí)間和持久化、性能優(yōu)化、分布式鎖、Redis主從復(fù)制、Redis哨兵和Redis集群。掌握這些知識，你將能夠靈活運(yùn)用Redis數(shù)據(jù)庫來處理數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的性能和可靠性。希望本文能幫助你學(xué)習(xí)和使用Redis，在實(shí)際項(xiàng)目中發(fā)揮更大的作用。

以上就是Python從入門到精通之Redis操作詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Python Redis的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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目錄

介紹

1. 安裝和導(dǎo)入

2. 連接Redis數(shù)據(jù)庫

3. 字符串操作

存儲和讀取字符串

增加和減少整數(shù)

設(shè)置過期時(shí)間

4. 哈希操作

存儲和讀取哈希

獲取所有鍵值對

5. 列表操作

存儲和讀取列表

獲取列表長度

彈出元素

6. 集合操作

存儲和讀取集合

獲取集合大小

判斷元素是否在集合中

7. 有序集合操作

存儲和讀取有序集合

獲取元素排名和分?jǐn)?shù)

獲取分?jǐn)?shù)在范圍內(nèi)的元素

8. 發(fā)布訂閱模式

發(fā)布消息

訂閱消息

9. 事務(wù)操作

10. 過期時(shí)間和持久化

設(shè)置過期時(shí)間

持久化

RDB持久化

AOF持久化

11. 性能優(yōu)化

使用連接池

使用管道

使用批量操作

12. 分布式鎖

13. Redis主從復(fù)制

14. Redis哨兵

15. Redis集群

16. 總結(jié)

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