Redis – Python 客户端基本使用指南

概述

参考：python 模块Redis模块，连接Redis数据库

Python 中的 Redis 客户端库允许开发者与 Redis 数据库进行交互。这些库允许在 Python 中连接到 Redis、执行命令以读取或写入数据，并处理 Redis 数据。

以下是一些常见的 Python Redis 客户端库：

redis 库：是 Python 中最常用的 Redis 客户端库之一。它提供了与 Redis 数据库的高度集成，支持 Python 2.x 和 3.x 版本。它具有易于使用的 API，可以轻松地执行 Redis 命令，例如设置值、获取值、处理列表、集合、有序集合等。

注：python 的 redis 库支持直连和哨兵模式，但并不支持集群模式，推荐库：redis-py-cluster

安装命令：pip install redis
redis-py-cluster 库：是 Python 中的一个用于连接和操作 Redis 集群的客户端库，允许以编程方式连接到 Redis 集群，并执行各种操作，而无需手动管理分片和节点。

Redis 集群是 Redis 数据库的一种分布式部署方式，通过将数据分片存储在不同的 Redis 实例上来提供高可用性和横向扩展性。

主要特点和功能：
- 自动节点发现：允许指定一个或多个节点的初始连接地址，然后会自动发现集群中的其他节点，不需要手动配置每个节点的连接信息。
- 自动分片：可以自动将操作路由到正确的节点和分片，不需要手动计算分片和维护节点列表。
- 高可用性：支持 Redis 集群的故障转移和自动重新连接，确保在节点故障或网络问题后的连续可用性。
- 支持常用 Redis 命令：可以使用执行常见的 Redis 命令，如 SET、GET、HGET、HSET、DEL、INCR、DECR 等。
- 线程安全：是线程安全的，可以在多线程应用程序中使用。
安装命令：pip install redis-py-cluster

连接 redis 数据库

单点 | 直连模式

同步连接

连接方法：

redis.Redis(
    host='localhost', 	# ip地址
    port=6379, 			# 端口
    db=0, 				# 数据库，默认 0
    password=None, 		# 密码
    single_connection_client=False, 	# True时，不使用连接池
    connection_pool=None, 				# 连接池
    decode_responses=False, 			# 默认为False，若设置为True，则在获取数据时将字节解码为字符串(utf-8)
    socket_timeout=None, 				# 响应的时间
    socket_connect_timeout=None, 		# 建立连接超时时间
    retry_on_timeout=False, 			# True时, 命令超时后,将会重试一次, 重试成功则正常返回; 失败则抛出timeout异常；False时直接抛出异常
    retry_on_error=None, 		# 重试错误列表
    max_connections=None, 		# 最大连接数
)

示例：

import redis

connect = redis.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
connect.set('test','哈哈哈哈')
print(connect.get('test'))

异步连接

redis.asyncio.Redis() ：异步连接 redis 数据库，参数同 redis.Redis()

示例：

import asyncio
import redis.asyncio as redis

async def run():
    async with redis.Redis(host='127.0.0.1',port=6379,decode_responses=True) as connect:
        await connect.set('test','我是异步')
        result = await connect.get('test')
        print(result)

asyncio.run(run())

哨兵模式

示例：

from redis.sentinel import Sentinel

sentinel_nodes = [('192.168.1.110', 16380), ('192.168.1.110', 16381), ('192.168.1.110', 16382)]
sentinel = Sentinel(sentinel_nodes, sentinel_kwargs={'password': '123456'}, db=0, socket_timeout=0.5)
master = sentinel.master_for('mymaster', password='123456')
slave = sentinel.slave_for('mymaster', password='123456')
print(master.llen('test'))

集群模式

示例：

from rediscluster import StrictRedisCluster

redis_nodes = [{'host':'192.168.1.110','port':13790},
               {'host':'192.168.1.110','port':13791},
               {'host':'192.168.1.110','port':13793},
               {'host':'192.168.1.120','port':13794}]
redisconn = StrictRedisCluster(startup_nodes=redis_nodes, decode_responses=True, password='123456')
redisconn.set("name", "helloworld")
print("My name is: ", redisconn.get('name'))

redis.connect 常用方法

注：以下方法，异步需要使用 async await

字符串操作

设置值

set(name, value, ex=None, px=None, nx=False, xx=False) ：设置指定 key 的值
- name ：键名
- value ：键对应的值
- ex ：可选，设置键的过期时间，单位是秒
- px ：可选，设置键的过期时间，单位是毫秒
- nx ：可选，默认为 False，如果设置为 True，只有当键不存在时才设置值
- xx ：可选，默认为 False，如果设置为 True，只有当键已存在时才设置值
setnx(name, value) ：设置值，只有 name 不存在时，执行设置操作
setex(name, time, value)) ：设置值
- time ：过期时间（秒）
psetex(name, time_ms, value) ：设置值
- time_ms ：过期时间（毫秒）
mset({name1:value1, name2:value2, name3:value3, …}) ：批量设置值

获取值、删除值

get(name) ：获取指定 key 的值
- name：键名
mget(name1, name2, name3, …) ：批量获取值
getrange(name, start, end) ：获取部分值
- start ：开始 index
- end ：结束 index，不包含结束 index 的字符
getset(name,value) ：设置新值，并获取旧值
*delete(names) ：删除一个或多个 key
- names ：要删除的键名

其他

setrange(name, offset, value) ：从指定字符串索引 offset 开始，替换字符串
append(name, value) ：在原有字符基础上追加字符
strlen(name) ：返回 name 对应值的字节长度（一个汉字 3 个字节）
incr(name, amount=1) ：自增 name 对应的值，当 name 不存在时，则创建 name＝amount，否则，则自增
decr(name, amount=1) ：自减 name 对应的值，当 name 不存在时，则创建 name＝amount，否则，则自减
incrby(name, amount=1) ：在原有数值基础上加上一定的数值，当 name 不存在时，则创建 name＝amount
decrby(name, amount=1) ：在原有数值基础上减去一定的数值，当 name 不存在时，则创建 name＝amount
incrbyfloat(name, amount=1.0) ：自增 name 对应的值，当 name 不存在时，则创建 name＝amount，否则，则自增。
setbit(name, offset, value) ：对 name 对应值的二进制表示的位进行操作
getbit(name, offset) ：获取 name 对应的值的二进制表示中的某位的值（0 或1 ）
bitcount(key, start=None, end=None) ：获取 name 对应的值的二进制表示中 1 的个数

列表操作

*lpush(name, values) ：将一个或多个值插入列表头部（左侧）
- name ：列表名
- values ：一个或多个值
*rpush(name, values) ：将一个或多个值插入列表尾部（右侧）
lpushx(name, value) ：向已有 name 的列表的左边添加元素，没有的话无法创建
rpushx(name, value) ：向已有 name 的列表的右边添加元素，没有的话无法创建
linsert(name, where, refvalue, value) ：在name对应的列表的某一个值前或后插入一个新值
- where ：BEFORE或AFTER
- refvalue ：标杆值，即：在它前后插入数据
- value ：要插入的数据
lset(name, index, value) ：指定索引位置重新赋值
lrange(name, start, end) ：在 name 对应的列表中取出 start – end 索引之间的值，包含 end
llen(name) ：获取 name 列表中值的数量
lindex(index) ：取值（根据索引号取值）
lpop(name) ：移除并返回列表左侧的第一个元素
rpop(name) ：移除并返回列表右侧的第一个元素
*blpop(keys, timeout) ：将多个列表排列，按照从左到右去移除对应列表的元素
*brpop(keys, timeout) ：将多个列表排列，按照从右到左去移除各个列表内的元素
rpoplpush(src, dst, timeout ) ：从一个列表取出最右边的元素，同时将其添加至另一个列表的最左边
- src ：要取数据的列表的 name
- dst ：要添加数据的列表的 name
brpoplpush(src, dst, timeout=0) ：从一个列表的右侧移除一个元素并将其添加到另一个列表的左侧
- timeout ：当src对应的列表中没有数据时，阻塞等待其有数据的超时时间（秒），0 表示永远阻塞
lrem(name, value, num) ：删除指定的 value，num 为负数时从后向前删除
ltrim(name, start, end) ：在 name 对应的列表中移除没有在 start – end 索引之间的值

哈希操作

hset(name, key, value) ：在哈希表中设置字段的值
- name ：哈希表名
- key ：字段名
- value ：字段的值
hsetnx(name, key, value) ：设置值，只有 name 不存在时，执行设置操作
hmset(name, {key1:value1, key2:value2, key3:value3, …}) ：批量添加值
hget(name, key) ：获取哈希表中 key 字段的值
*hmget(name, keys) ：获取哈希表中一个或多个字段的值
hgetall(name) ：取出所有的值
hkeys(name) ：获取所有的 key
hvals(name) ：获取所有的 value
hlen(name) ：获取 hash 中键值对的个数
hstrlen(name, key) ：获取指定 key 值的长度
*hdel(name, keys) ：删除哈希表中一个或多个字段
hexists(name, key) ：判断 hash 中 key 是否存在
hincrby(name, key, amount=1) ：自增自减数（正数自增，负数自减）
hincrbyfloat(name, key, amount=1.0) ：自增自减浮点数（正浮点数自增，负浮点数自减）
hscan(name, cursor=0, match=None, count=None) ：取值查看–分片读取
- cursor ：游标（基于游标分批取获取数据）
- match ：匹配指定 key，默认 None，表示所有的 key
- count ：每次分片最少获取个数，默认 None，表示采用 Redis 的默认分片个数
hscan_iter(name, match=None, count=None) ：利用 yield 封装 hscan 创建生成器，实现分批去 redis 中获取数据
- match ：匹配指定 key，默认 None，表示所有的key
- count ：每次分片最少获取个数，默认 None，表示采用 Redis 的默认分片个数

集合操作

sadd(name, values) ：向集合添加一个或多个元素
- name ：集合名
- values ：一个或多个元素
smembers(name) ：获取集合中的所有元素
scard(name) ：获取name集合中的个数
srandmember(namem,num) ：从集合随机取出 num 个元素
srem(name, values) ：从集合中删除一个或多个元素
spop(name) ：从集合移除一个成员，并将其返回，说明一下，集合是无序的，所有是随机删除的
smove(src, dst, value) ：将某个成员从一个集合中移动到另外一个集合
sismember(name, value) ：检查 value 是否是 name 对应的集合的成员，结果为 True 和 False
sdiff(keys) ：获取多个集合的差集
*sdiffstore(dest, keys) ：获取多个集合的差集，并存进一个新的集合
sinter(keys) ：获取多个集合的交集
*sinterstore(dest, keys) ：获取多个集合的差集，并存进一个新的集合
sunion(keys) ：获取多个集合的并集
*sunionstore(dest, keys) ：获取多个集合的并集，并存进一个新的集合

有序集合操作

zadd(name, mapping) ：向有序集合添加一个或多个成员
- name ：有序集合名
- mapping ：成员及其分数的字典
其他可选参数：
- nx ：强制 ZADD 只创建新元素而不更新已经存在的元素的分数。默认 False
- xx ：强制 ZADD 只更新已经存在的元素的分数存在。不会添加新元素。默认 False
- ch ：将返回值修改为已更改的元素数。更改的元素包括添加的新元素和元素谁的分数变了。默认 False
- incr ：修改 ZADD 的行为像 ZINCRBY。默认 False
  
  在这种模式下，只有 a 可以指定单个元素/分数对，分数是数量现有的分数将增加到。
  
  使用此模式时 ZADD 的返回值将是元素的新分数。
- lt ：仅在新分数小于时更新现有元素当前分数。这个标志不会阻止添加新元素。默认 False
- gt ：仅在新分数大于时更新现有元素当前分数。这个标志不会阻止添加新元素。默认 False
zrange(name, start, end) ：按分数范围获取有序集合的成员
- start ：分数的起始值
- end ：分数的结束值
其他可选参数：
- desc ：排序规则，默认按照分数从小到大排序。默认 False
- withscores ：是否获取元素的分数，默认只获取元素的值。默认 False
- score_cast_func ：对分数进行数据转换的函数。默认 float
zrevrange(name, start, end) ：从大到小排序（同 zrange 默认排序，集合是从大到小排序的）

其他可选参数：
- withscores ：是否获取元素的分数，默认只获取元素的值。默认 False
- score_cast_func ：对分数进行数据转换的函数。默认 float
zrangebyscore(name, min, max) ：按照分数范围获取 name 对应的有序集合的元素
- min ：最小值
- max ：最大值
其他可选参数：
- start ：有序集合索引起始位置（非分数）。默认 None
- num ：获取数量。默认 None
- withscores ：是否获取元素的分数，默认只获取元素的值。默认 False
- score_cast_func ：对分数进行数据转换的函数。默认 float
zrevrangebyscore(name, max, min, start=None, num=None, withscores=False, score_cast_func=float) ：按照分数范围获取有序集合的元素并排序（默认从大到小排序）
zscan(name, cursor=0, match=None, count=None, score_cast_func=float) ：获取所有元素
zscan_iter(name, match=None, count=None, score_cast_func=float) ：获取所有元素–迭代器
zcard(name) ：获取元素集合中的个数
*zrem(name, values) ：从有序集合中删除一个或多个成员
zremrangebyrank(name, min, max) ：根据索引范围删除
zremrangebyscore(name, min, max) ：根据分数范围删除
zcount(name, min, max) ：获取 name 对应的有序集合中分数在 [min,max] 之间的个数
zincrby(name, value, amount) ：自增自减数（正数自增，负数自减）
zrank(name, value) ：获取索引，按照分数顺序（从小到大）
zrevrank(name, value) ：获取索引，按照倒序（从大到小）
zscore(name, value) ：获取对应值的分数

键的相关通用操作

dbsize() ：返回服务器中的键数
keys(pattern) ：返回匹配 “pattern” 的键列表，不传返回全部
scan_iter(match, count) ：返回匹配 match 键迭代器，不传返回全部
move(name, db) ：将键 name 移动到另一个数据库 db
flushall(asynchronous=False) ：删除当前主机上所有数据库中的所有键，asynchronous 是否异步
flushdb(asynchronous=False) ：删除当前数据库中的所有键，asynchronous 是否异步
dump(name) ：返回存储在指定键处的值的序列化版本
type(name) ：返回键类型
rename(src, dst) ：重命名键 src 为 dst
renamex(src, dst) ：如果 dst 不存在，则将 src 重命名为 dst
exists(names) ：一个或多个由 “names” 指定的键是是否存在

过期时间

expire(name, time, nx=False, xx=False, gt=False, lt=False) ：为键 name 设置过期时间
- time ：过期时间，单位：秒
- nx ：仅当密钥没有过期时设置过期
- xx ：仅当密钥已存在过期时才设置过期
- gt ：仅当新过期时间大于当前过期时间时设置过期时间
- lt ：仅在新到期时间小于当前到期时间时设置到期时间
expireat(name, when, nx=False, xx=False, gt=False, lt=False) ：为键 name 设置过期时间
- when ：可以表示为整数表示 unix 时间或 Python datetime 对象
pexpire(name, time, nx=False, xx=False, gt=False,lt=False) ：为键 name 设置过期时间
- time ：过期时间，单位：毫秒
ttl(name) ：返回键 name 到期前的秒数
pttl(name) ：返回键 name 到期前的毫秒数
persist(name) ：删除 name 的过期
time() ：获取 redis 服务端的当前时间。它返回一个包含两个元素的数组，其中第一个元素是当前时间的秒数（自 Unix 时间戳的起始点以来的秒数），第二个元素是当前时间的微秒数。

连接状态和数据持久化

close() ：关闭 Redis 连接
ping() ：判断服务器是否连接成功
select(index) ：切换数据库
save() ：持久化数据
bgsave() ：异步持久化数据
shutdonw(save=False, nosave=False, now=False, force=False, abort=False) ：如果 Redis 配置了持久化，数据将在关机前被刷新
- save ：会强制执行 DB 保存操作
- nosave ：将阻止数据库保存操作，即使有一个或多个保存点配置
- now ：跳过等待滞后副本，即它绕过了第一步关机顺序
- force ：忽略任何通常会阻止服务器退出的错误
- abort ：取消正在进行的关机，不能与其他标志结合使用
lastsave() ：获取 Redis 数据库中最后一次成功执行持久化操作的时间戳（一个 Python datetime 对象），也就是最后一次生成 RDB 快照的时间。

连接池

redis.ConnectionPool(option)

option参数大部分和 redis.Redis 一致

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。

redis 模块采用 ConnectionPool 来管理对 redis server 的所有连接
```
import redis

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
connect = redis.Redis(connection_pool=pool)
connect.set('name','数据库0')
print(connect.get('name'))
```
redis.BlockingConnectionPool(option)

option 参数大部分和 redis.Redis 一致

BlockingConnectionPool 和 ConnectionPool 功能是一样的，但是是线程安全的，在多线程的环境下，建议用BlockingConnectionPool，比如 gunicorn 使用了多线程的 worker。同时，当所有连接都在使用时，获取可用连接不会抛异常，而是可以设置等待时间。

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