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定义：redis是一个在内存中存储数据的中间件，用作缓存/支持分布式系统并具备良好的扩展性

数据结构：支持字符串/哈希/列表/集合/有序集合/流

对比mysql，mysql是通过表去进行存储的，是关系型数据库，redis是通过键值对去存储数据的（非关系型存储数据）；键值对：key通常是字符串（string），value可以是上述各种结构

主打特点就是快

redis的特性（优点）ipep：

内存数据结构：数据主要存储在内存呢中，可以提供高速访问

可编程性：支持服务端脚本，特别是使用lua语言，除了交互式命令行操作，还可以通过lua脚本批量执行操作

可扩展性：提供api，允许开发者编写自定义扩展，扩展本质是动态链接库

持久化：默认数据存储在内存中，但支持数据持久化到磁盘，目的是避免防止进程退出或者是系统重启导致数据丢失，机制：通过aof（日志）以及rdb（快照）进行持久化

集群：支持分布式集群部署，通过哈希分片将数据分布在多个节点上

高可用性：支持主从复制，通过配置多个从节点去备份主节点数据

实时数据存储：把redis当作数据库，在大多数情况下，考虑数据持久化情况，优先考虑rdb，因为快

缓存：使用mysql+缓存（redis），采用二八原则，把热点数据存出来，存储在redis中，redis存的都是热数据，全量数据可以以mysql为主的存储，即使redis数据丢失了，也可以从mysql中恢复过来

消息队列：

session存储：

为什么redis快：

数据存储/操作逻辑/io模型/线程模型

1. 基础键值操作

import redis

# 连接Redis
r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)

# 设置键值对
r.set('name', 'Alice')  # 设置 name = Alice
r.set('age', 25)        # 设置 age = 25

# 获取值
print(r.get('name'))    # 输出: b'Alice' (b表示bytes类型)
print(r.get('age'))     # 输出: b'25'

# 设置过期时间(秒)
r.setex('temp_session', 30, 'session_data')  # 30秒后自动删除

# 检查键是否存在
print(r.exists('name'))  # 输出: 1 (存在)
print(r.exists('nonexistent'))  # 输出: 0 (不存在)

# 删除键
r.delete('age')
print(r.get('age'))      # 输出: None

2. 哈希(Hash)类型 – 适合存储对象

# 存储用户信息
r.hset('user:1001', 'name', 'Bob')
r.hset('user:1001', 'email', 'bob@example.com')
r.hset('user:1001', 'age', 30)

# 获取单个字段
print(r.hget('user:1001', 'name'))  # 输出: b'Bob'

# 获取所有字段
print(r.hgetall('user:1001'))  
# 输出: {b'name': b'Bob', b'email': b'bob@example.com', b'age': b'30'}

# 增加数字字段
r.hincrby('user:1001', 'age', 1)  # age增加1
print(r.hget('user:1001', 'age'))  # 输出: b'31'

3. 列表(List)类型 – 实现队列和栈

# 添加消息到队列
r.lpush('message_queue', 'msg1')
r.lpush('message_queue', 'msg2')
r.lpush('message_queue', 'msg3')

# 获取队列长度
print(r.llen('message_queue'))  # 输出: 3

# 从队列右侧取出消息(先进先出)
print(r.rpop('message_queue'))  # 输出: b'msg1' (最早的消息)
print(r.rpop('message_queue'))  # 输出: b'msg2'

# 作为栈使用(后进先出)
r.lpush('stack', 'item1')
r.lpush('stack', 'item2')
print(r.lpop('stack'))  # 输出: b'item2' (最后放入的先出)

4. 集合(Set)类型 – 去重和集合运算

# 添加元素到集合
r.sadd('tags', 'python', 'redis', 'database')
r.sadd('tags', 'python')  # 重复元素不会被添加

# 获取集合所有成员
print(r.smembers('tags'))  # 输出: {b'python', b'redis', b'database'}

# 集合运算
r.sadd('tags2', 'python', 'java', 'javascript')

# 交集
print(r.sinter('tags', 'tags2'))  # 输出: {b'python'}

# 并集
print(r.sunion('tags', 'tags2'))  # 输出: {b'python', b'redis', b'database', b'java', b'javascript'}

5. 有序集合(Sorted Set) – 排行榜实现

# 添加分数和成员
r.zadd('leaderboard', {'Alice': 100, 'Bob': 85, 'Charlie': 120})

# 获取成员排名(从高到低)
print(r.zrevrank('leaderboard', 'Alice'))  # 输出: 1 (第二名)

# 获取前3名
print(r.zrevrange('leaderboard', 0, 2, withscores=True))
# 输出: [(b'Charlie', 120.0), (b'Alice', 100.0), (b'Bob', 85.0)]

# 增加分数
r.zincrby('leaderboard', 20, 'Bob')  # Bob增加20分
print(r.zscore('leaderboard', 'Bob'))  # 输出: 105.0

6. 发布/订阅模式

import threading

# 订阅者
def subscriber():
    pubsub = r.pubsub()
    pubsub.subscribe('news')
    for message in pubsub.listen():
        if message['type'] == 'message':
            print(f"收到消息: {message['data'].decode('utf-8')}")

# 启动订阅线程
thread = threading.Thread(target=subscriber)
thread.start()

# 发布者
r.publish('news', '第一条消息')
r.publish('news', '第二条消息')

7. 实际应用示例 – 缓存网页内容

import requests

def get_page(url):
    # 检查缓存
    cache_key = f"page:{url}"
    cached_content = r.get(cache_key)
    
    if cached_content:
        print("从缓存获取")
        return cached_content.decode('utf-8')
    
    # 缓存中没有，从网络获取
    print("从网络获取")
    response = requests.get(url)
    content = response.text
    
    # 缓存1小时
    r.setex(cache_key, 3600, content)
    return content

# 使用示例
print(get_page('https://example.com'))
print(get_page('https://example.com'))  # 第二次会从缓存获取

8. 事务操作

# 开始事务
pipe = r.pipeline()

# 添加多个操作
pipe.set('counter', 0)
pipe.incr('counter')
pipe.incrby('counter', 4)

# 执行事务
pipe.execute()

# 获取结果
print(r.get('counter'))  # 输出: b'5'

9. Lua脚本示例 – 实现原子操作

# 实现原子性的"比较并设置"操作
lua_script = """
local current = redis.call('GET', KEYS[1])
if current == ARGV[1] then
    redis.call('SET', KEYS[1], ARGV[2])
    return 1
else
    return 0
end
"""

# 注册脚本
compare_set = r.register_script(lua_script)

# 使用脚本
r.set('status', 'active')
result = compare_set(keys=['status'], args=['active', 'inactive'])
print(result)  # 输出: 1 (修改成功)

10. 地理空间(Geo)操作 – 附近位置查询

# 添加地理位置
r.geoadd('stores', 
         (116.404, 39.915, 'store1'),  # 经度, 纬度, 名称
         (116.405, 39.916, 'store2'),
         (116.406, 39.917, 'store3'))

# 查询附近3公里内的商店
print(r.georadius('stores', 116.404, 39.915, 3, unit='km', withdist=True))
# 输出: [(b'store1', 0.0), (b'store2', 0.1419), (b'store3', 0.2838)]

Redis 基本全局命令详解

Redis 的全局命令是可以对所有数据类型使用的命令，下面我用通俗易懂的方式为你解释这些常用命令：

1. 键(Key)相关命令

`KEYS pattern`

作用：查找所有符合给定模式的 key
示例：KEYS user:* (查找所有以”user:”开头的键)
注意：生产环境慎用，数据量大时会阻塞服务器

`EXISTS key`

作用：检查 key 是否存在
示例：EXISITS name (检查”name”键是否存在)
返回：1(存在) 或 0(不存在)

`DEL key [key ...]`

作用：删除一个或多个 key
示例：DEL name age (删除”name”和”age”两个键)
返回：被删除 key 的数量

`TYPE key`

作用：返回 key 所存储的值的类型
示例：TYPE user:1001
可能返回：string, hash, list, set, zset 等

`EXPIRE key seconds`

作用：为 key 设置过期时间(秒)
示例：EXPIRE temp_session 60 (60秒后自动删除)
相关：TTL key (查看剩余时间), PERSIST key (移除过期时间)

`RENAME key newkey`

作用：重命名 key
示例：RENAME old_name new_name

2. 数据库相关命令

`SELECT index`

作用：切换到指定的数据库(0-15)
示例：SELECT 1 (切换到1号数据库)

`FLUSHDB`

作用：清空当前数据库
注意：这个命令很危险，会删除当前数据库所有数据

`FLUSHALL`

作用：清空所有数据库
注意：极度危险，会删除Redis中所有数据

3. 服务器相关命令

`DBSIZE`

作用：返回当前数据库的 key 数量
示例：DBSIZE (查看当前数据库有多少个key)

`INFO [section]`

作用：获取 Redis 服务器的各种信息和统计数值
示例：INFO memory (查看内存相关信息)

`CONFIG GET parameter`

作用：获取 Redis 配置参数
示例：CONFIG GET maxmemory (查看内存限制配置)

`CONFIG SET parameter value`

作用：修改 Redis 配置(临时生效)
示例：CONFIG SET maxmemory 100mb (设置内存限制)

4. 连接相关命令

`PING`

作用：测试连接是否正常
返回：PONG (表示连接正常)

`ECHO message`

作用：打印给定的字符串
示例：ECHO "Hello Redis"

`QUIT`

作用：关闭当前连接

5. 实用命令

`RANDOMKEY`

作用：随机返回当前数据库的一个 key
用途：可用于抽样检查数据

`SCAN cursor [MATCH pattern] [COUNT count]`

作用：增量迭代数据库中的 key (比 KEYS 更安全)
示例：SCAN 0 MATCH user:* COUNT 10

`MOVE key db`

作用：将当前数据库的 key 移动到另一个数据库
示例：MOVE temp_data 1 (移动到1号数据库)

通俗解释

可以把 Redis 想象成一个有很多抽屉(数据库)的大柜子，每个抽屉里放着各种盒子(key)，盒子里装着不同类型的数据：

找东西：KEYS 是打开抽屉大喊”谁的名字以A开头？”，SCAN 是慢慢翻找
检查盒子：EXISTS 看盒子是否存在，TYPE 看盒子里装的是什么类型的东西
清理：DEL 是扔掉盒子，EXPIRE 是设置定时自动扔掉
整理：RENAME 是给盒子贴新标签，MOVE 是把盒子放到另一个抽屉
大扫除：FLUSHDB 是清空一个抽屉，FLUSHALL 是把整个柜子清空

记住这些命令就像记住整理房间的工具，合理使用可以让你的 Redis “房间”保持整洁有序！

Redis 基本全局命令详解

1. 键(Key)相关命令

KEYS pattern

EXISTS key

DEL key [key ...]

TYPE key

EXPIRE key seconds

RENAME key newkey

2. 数据库相关命令

SELECT index

FLUSHDB

FLUSHALL

3. 服务器相关命令

DBSIZE

INFO [section]

CONFIG GET parameter

CONFIG SET parameter value