Шпаргалка по Redis

Про Redis (официальный сайт, материалы на Хабре) написано много, но мне до сего дня не хватало материала, который послужил бы шпаргалкой по его практическому использованию, а так же справочником по базовым теоретическим моментам. Постараюсь заполнить этот пробел в богатой базе знаний Хабра.

Я поставил перед собой цель показать возможности Redis с помощью примеров кода. После публикации приму любые предложения по улучшению материала.

Здесь используется общение с сервером через консольный клиент, но, основываясь на приведенных примерах, можно легко найти реализацию этих примеров в клиентских библиотеках на вашем любимом языке.

Ключи

Redis — хранилище данных в формате «ключ-значение». Факты о ключах:

• Ключи в Redis — бинарно-безопасные (binary safe) строки.
• Слишком длинные ключи — плохая идея, не только из-за занимаемой памяти, но так же и в связи с увеличением времени поиска определенного ключа в множестве в связи с дорогостоящим сравнением.
• Хорошая идея — придерживаться схемы при построении ключей: «object-type:id:field».

Типы данных Redis

• Строки (strings). Базовый тип данных Redis. Строки в Redis бинарно-безопасны, могут использоваться так же как числа, ограничены размером 512 Мб.
• Списки (lists). Классические списки строк, упорядоченные в порядке вставки, которая возможна как со стороны головы, так и со стороны хвоста списка. Максимальное количество элементов — 2³² — 1.
• Множества (sets). Множества строк в математическом понимании: не упорядочены, поддерживают операции вставки, проверки вхождения элемента, пересечения и разницы множеств. Максимальное количество элементов — 2³² — 1.
• Хеш-таблицы (hashes). Классические хеш-таблицы или ассоциативные массивы. Максимальное количество пар «ключ-значение» — 2³² — 1.
• Упорядоченные множества (sorted sets). Упорядоченное множество отличается от обычного тем, что его элементы упорядочены по особому параметру «score».

Про типы данных Redis есть отдельная хорошая статья: «Структуры данных, используемые в Redis».

Базовые операции

В консоли для общения с Redis используется клиентская программа redis-cli. Рассмотрим базовые операции.

Задача 1, создание, выборка, модификация, удаление и базовая информация об объектах.
Установить и прочитать значения с ключами вида test:1:*. Узнать тип значения, проверить существование элемента, извлечь все поля записи test:1, удалить поле записи test:1.

redis 127.0.0.1:6379> set test:1:string "my binary safe string"
OK                                                             
redis 127.0.0.1:6379> get test:1:string                        
"my binary safe string"
redis 127.0.0.1:6379> getset test:1:string "other value" 
"my binary safe string"                                                                          
redis 127.0.0.1:6379> type test:1:string                       
string                                                         
redis 127.0.0.1:6379> set test:1:vlaue "487"                   
OK                                                             
redis 127.0.0.1:6379> rename test:1:vlaue test:1:value         
OK                                                             
redis 127.0.0.1:6379> exists  test:1:vlaue                     
(integer) 0                                                    
redis 127.0.0.1:6379> exists test:1:value                      
(integer) 1                                                    
redis 127.0.0.1:6379> keys test:1:*                            
1) "test:1:string"                                             
2) "test:1:value"                                              
redis 127.0.0.1:6379> del test:1:value
(integer) 1                        
redis 127.0.0.1:6379> keys test:1:*
1) "test:1:string"                 

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделах Keys и Strings.

Задача 2, время жизни объекта.

redis 127.0.0.1:6379> ttl test:1:string
(integer) -1
redis 127.0.0.1:6379> expire test:1:string 6000
(integer) 1
redis 127.0.0.1:6379> ttl test:1:string
(integer) 5997

По умолчанию объект не ограничен временем жизни, поэтому TTL возвращает -1, после установки значения командой EXPIRE команда TTL уже возвращает оставшееся количество секунд.

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделах Keys и Strings.

Задача 3, pipelining, выполнение нескольких команд одним запросом.

PS D:\Programs\Redis\64bit> "set test:1:pvalue 'test'`r`nget test:1:pvalue" | .\redis-cli
OK                                                                                       
"test"                                                                                   

Pipelining удобно использовать для оптимизации массовых вставок.

Задача 4, транзакции.
Для реализации транзакций в Redis используются следующие основные команды:

• MULTI — начать запись команд для транзакции.
• EXEC — выполнить записанные команды.
• DISCARD — удалить все записанные команды.
• WATCH — команда, обеспечивающая поведение типа «check-and-set» (CAS) — транзакция выполняется только в случае, если другие клиенты не изменили значение переменной. Иначе EXEC не выполнит записанные команды.

redis 127.0.0.1:6379> multi                 
OK                                          
redis 127.0.0.1:6379> set test:1:trValue "1"
QUEUED                                      
redis 127.0.0.1:6379> incr test:1:trValue   
QUEUED                                      
redis 127.0.0.1:6379> decr test:1:trValue   
QUEUED                                      
redis 127.0.0.1:6379> exec                  
1) OK                                       
2) (integer) 2                              
3) (integer) 1                              

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделе Transactions.

Строки/числа

Задача 5, продемонстрировать основные строковые операции.

redis 127.0.0.1:6379> set test:1:string "hello"            
OK                                                         
redis 127.0.0.1:6379> append test:1:string " world!"       
(integer) 12                                               
redis 127.0.0.1:6379> get test:1:string                    
"hello world!"                                             
redis 127.0.0.1:6379> strlen test:1:string                 
(integer) 12                                               
redis 127.0.0.1:6379> getrange test:1:string 6 10          
"world"                                                    
redis 127.0.0.1:6379> setrange test:1:string 6 "habrahabr!"
(integer) 16                                               
redis 127.0.0.1:6379> get test:1:string                    
"hello habrahabr!"                                         

Задача 6, продемонстрировать операции над числами.

redis 127.0.0.1:6379> set test:1:int 1    
OK                                        
redis 127.0.0.1:6379> incr test:1:int     
(integer) 2                               
redis 127.0.0.1:6379> decr test:1:int     
(integer) 1                               
redis 127.0.0.1:6379> incrby test:1:int 20
(integer) 21                              
redis 127.0.0.1:6379> decrby test:1:int 15
(integer) 6                               

Подробности о командах, связанных с этими задачами можно найти в документации в разделе Strings.

Списки

Задача 7, создать список, продемонстрировать основные операции над списками.

redis 127.0.0.1:6379> rpush test:1:messages "Hello, world!"
(integer) 1                                                
redis 127.0.0.1:6379> rpush test:1:messages "Hello, user!" 
(integer) 2                                                
redis 127.0.0.1:6379> rpush test:1:messages "Wow!"         
(integer) 3                                                
redis 127.0.0.1:6379> lrange test:1:messages 0 2
1) "Hello, world!"                              
2) "Hello, user!"                               
3) "Wow!"               
redis 127.0.0.1:6379> llen test:1:messages     
(integer) 3                                    
redis 127.0.0.1:6379> lpop test:1:messages     
"Hello, world!"                                
redis 127.0.0.1:6379> lpop test:1:messages     
"Hello, user!"                                 
redis 127.0.0.1:6379> lpop test:1:messages     
"Wow!"                                         
redis 127.0.0.1:6379> llen test:1:messages     
(integer) 0                                                            

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделе Lists.

Множества, упорядоченные множества

Задача 8, создать множество, продемонстрировать основные операции над множествами.

redis 127.0.0.1:6379> sadd test:1:fruits "banana"                                       
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sadd test:1:fruits "apple"                                        
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sadd test:1:fruits "strawberry"                                   
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sadd test:1:yellowThings "banana"                                 
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sadd test:1:yellowThings "apple"                                  
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sadd test:1:redThings "strawberry"                                
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> scard test:1:fruits                                               
(integer) 3                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sdiff test:1:fruits test:1:yellowThings                           
1) "strawberry"                                                                         
redis 127.0.0.1:6379> sdiffstore test:1:noYellowFruits test:1:fruits test:1:yellowThings
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sinter test:1:yellowThings test:1:fruits                          
1) "banana"                                                                             
2) "apple"                                                                              
redis 127.0.0.1:6379> sismember test:1:fruits "banana"                                  
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sismember test:1:fruits "tomato"                                  
(integer) 0                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> smembers test:1:noYellowFruits                                    
1) "strawberry"                                                                         
redis 127.0.0.1:6379> smove test:1:yellowThings test:1:redThings "apple"                
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> smembers test:1:redThings                                         
1) "strawberry"                                                                         
2) "apple"                                                                              
redis 127.0.0.1:6379> spop test:1:redThings                                             
"apple"                                                                                 
redis 127.0.0.1:6379> srandmember test:1:fruits                                         
"apple"                                                                                 
redis 127.0.0.1:6379> srem test:1:fruits "banana"                                       
(integer) 1                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sunion test:1:yellowThings test:1:redThings                       
1) "strawberry"                                                                         
2) "banana"                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> sunionstore test:1:allThings test:1:yellowThings test:1:redThings 
(integer) 2                                                                             
redis 127.0.0.1:6379> smembers test:1:allThings                                         
1) "strawberry"                                                                         
2) "banana"                                                                             

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделе Sets.

Задача 9, создать упорядоченное множество и продемонстрировано основные операции над ним.
В упорядоченном множестве элементы сравниваются по дополнительному параметру «score».

redis 127.0.0.1:6379> zadd hackers 1953 "Richard Stallman"  
(integer) 1                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zadd hackers 1940 "Alan Kay"          
(integer) 1                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zadd hackers 1965 "Yukihiro Matsumoto"
(integer) 1                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zadd hackers 1916 "Claude Shannon"    
(integer) 1                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zadd hackers 1969 "Linus Torvalds"    
(integer) 1                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zadd hackers 1912 "Alan Turing"       
(integer) 1                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zrange hackers 0 -1                   
1) "Alan Turing"                                            
2) "Claude Shannon"                                         
3) "Alan Kay"                                               
4) "Richard Stallman"                                       
5) "Yukihiro Matsumoto"                                     
6) "Linus Torvalds"                                         
redis 127.0.0.1:6379> zrevrange hackers 0 -1                
1) "Linus Torvalds"                                         
2) "Yukihiro Matsumoto"                                     
3) "Richard Stallman"                                       
4) "Alan Kay"                                               
5) "Claude Shannon"                                         
6) "Alan Turing"                                            
redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore hackers -inf 1950       
1) "Alan Turing"                                            
2) "Claude Shannon"                                         
3) "Alan Kay"                                               
redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyscore hackers 1940 1960    
(integer) 2                                                 
redis 127.0.0.1:6379> zrange hackers 0 -1                   
1) "Alan Turing"                                            
2) "Claude Shannon"                                         
3) "Yukihiro Matsumoto"                                     
4) "Linus Torvalds"                                         

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделе Sorted sets.

Хеш-таблицы

Задача 10, Создать хеш-таблицу и продемонстрировать основные операции над хешами.

redis 127.0.0.1:6379> hset users:1 name "Andrew"             
(integer) 1                                                  
redis 127.0.0.1:6379> hset users:1 email "andrew@example.com"
(integer) 1                                                  
redis 127.0.0.1:6379> hkeys users:1                          
1) "name"                                                    
2) "email"                                                   
redis 127.0.0.1:6379> hvals users:1                          
1) "Andrew"                                                  
2) "andrew@example.com"                                      
redis 127.0.0.1:6379> hgetall users:1                        
1) "name"                                                    
2) "Andrew"                                                  
3) "email"                                                   
4) "andrew@example.com"                                      
redis 127.0.0.1:6379> hset users:1 test 1                    
(integer) 1                                                  
redis 127.0.0.1:6379> hincrby users:1 test 123               
(integer) 124                                                
redis 127.0.0.1:6379> hvals users:1                          
1) "Andrew"                                                  
2) "andrew@example.com"                                      
3) "124"                                                     
redis 127.0.0.1:6379> hdel users:1 test                      
(integer) 1                                                  
redis 127.0.0.1:6379> hvals users:1                          
1) "Andrew"                                                  
2) "andrew@example.com"                                      

Подробности о командах, связанных с этой задачей можно найти в документации в разделе Hashes.

Pub/Sub, сообщения в Redis

Задача 11, подписаться на сообщения на одном клиенте и отправить сообщение из другого.
Приведем окна двух клиентов, в первом окне совершается подписка на сообщения и видно отправленное из второго окна сообщение.

redis 127.0.0.1:6379> SUBSCRIBE messages  
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "subscribe"                            
2) "messages"                             
3) (integer) 1                            
1) "message"                              
2) "messages"                             
3) "Hello world!"                         

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH messages "Hello world!"
(integer) 1                                          

Задача 12, подписаться на сообщения на одном клиенте и отправить сообщение из другого. Подписку осуществить с помощью шаблонов.
Приведем окна двух клиентов, в первом окне совершается подписка на сообщения и видно отправленное из второго окна сообщение.

redis 127.0.0.1:6379> PSUBSCRIBE news.*   
Reading messages... (press Ctrl-C to quit)
1) "psubscribe"                           
2) "news.*"                               
3) (integer) 1                            
1) "pmessage"                             
2) "news.*"                               
3) "news.art"                             
4) "New picture!"                         
1) "pmessage"                             
2) "news.*"                               
3) "news.cinema"                          
4) "New movie!"                           

redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH news.art "New picture!" 
(integer) 1                                           
redis 127.0.0.1:6379> PUBLISH news.cinema "New movie!"
(integer) 1                                           

Подробности о командах, связанных с этими задачами можно найти в документации в разделе Pub/Sub.