最近因為做Chatbot項目需要對於NoSQL數據庫進行研究，調研範圍包括MongoDB和Redis。本文將介紹Redis在Windows環境的安裝及如何利用python來操作Redis數據庫。

Redis基礎

redis是Key Value nosql數據庫，數據存儲在內存中，單進程，自己實現了一套異步事件處理，雖然單進程但是數據庫處理很快，異步持久化。

Redis有5種數據類型：

• string，最基本的數據類型，也是其他四種數據類型的基礎，能存儲任何形式的字符創。適用：存儲信息對象序列化JSON格式。get/set操作
• hash，哈希類型是一個字符串類型的字段和字段值的映射表，將一個對象存成hash類型占用更少的內存，並且可以更方便的存取整個對象。適用：經常被並發請求的小數據查詢，如：最近五日的超高返商品數據，存儲在Hash中，field=商品ID，value=商品信息(對象序列化JSON格式)。hmset/hgetall操作。
• list，鏈表類型可以存儲一個有序的字符串列表，用鏈表類型的LPUSH和LPOP或者RPUSH和RPOP實現棧的功能，用LPUSH和RPOP或者RPUSH和LPOP實現隊列的功能。適用：作為信息隊列使用，不斷的Lpush數據到List中，rpop數據出來入庫，或者處理。列表的最大長度為 232 - 1 個元素（4294967295，每個列表的元素超過四十億）。lpush list_name list_element/ lrange list_name start_index end_index
• set，集合類型。集合元素是唯一的，無序的。集合間可以進行交並差操作。sadd/smembers
• zset，有序集合類型，在set的基礎上多了一個有序。適用：搜索關鍵字排名。zadd/zrangebyscore

Redis優點

• 異常快速 : Redis是非常快的，每秒可以執行大約110000設置操作，81000個/每秒的讀取操作。
• 支持豐富的數據類型 : Redis支持最大多數開發人員已經知道如列表，集合，可排序集合，哈希等數據類型。這使得在應用中很容易解決的各種問題，因為我們知道哪些問題處理使用哪種數據類型更好解決。
• 支持pub/sub消息訂閱機制，可以用來進行消息訂閱與通知。
• 支持持久化操作，可以進行aof及rdb數據持久化到磁盤，從而進行數據備份或數據恢復等操作，較好的防止數據丟失的手段。
  *操作都是原子的 : 所有 Redis 的操作都是原子，從而確保當兩個客戶同時訪問 Redis 服務器得到的是更新後的值（最新值）。
  Redis缺點
• Redis只能使用單線程，性能受限於CPU性能，故單實例CPU最高才可能達到5-6wQPS每秒
• Redis在string類型上會消耗較多內存，可以使用dict（hash表）壓縮存儲以降低內存耗用。

Redis註意事項：

• Redis的鍵命名必須按照"object-type:id:field（表:主鍵:列）"的方式
  具體的命名規範包括:1)內存數據庫，鍵名長度影響有限內存空間，所以命名應該控制長度，簡短易懂；2)大小寫規範;3)根據業務命名，相同業務統一的Key前綴
  數據庫的主要功能是儲存數據，但是對於開發者來說，因為應用程序需求或者數據使用方法的改變，忽略存儲在數據庫中的某些數據是非常正常的，在Redis中同樣如此。你可能忽視期滿某些鍵，也可能因為應用程序的某個模塊棄用而忘掉這些數據。無論哪種情況，Redis都存儲了一些不再使用的數據，平白無故的占用了一些空間。Redis的弱結構數據模式讓集中儲存的內容很難被弄清，除非你為鍵使用一套非常成熟的命名法則。使用合適的命名方法會簡化你的數據庫管理，當你通過你的應用程序或者服務做鍵的命名空間時（通常情況下是使用冒號來劃分鍵名），你就可以在數據遷移、轉換或者刪除時輕松的識別。Redis另一個常見用例是作為熱數據項作的第二數據存儲，大部分的數據被保存在其他的數據庫中，比如PostgreSQL或MongoDB。在這些用例中，當數據從主存儲移除時，開發者經常會忘記刪除Redis中對應的數據。這種存在跨數據存儲的情況下，通常需要做級聯刪除，這種情況下，可以通過在Redis配置保存特定數據項的所有識別符來實現，從而保證數據在主數據庫被刪除後，系統會調用一個清理程序來刪除所有相關副本和信息。
• 使用合適的數據結構
  不管是內存使用或者是性能，有的時候數據結構將產生很大的影響，下面是一些可以參考的最佳實踐：
  取代將數據存儲為數千（或者數百萬）獨立的字符串，可以考慮使用哈希數據結構將相關數據進行分組。哈希表是非常有效率的，並且可以減少你的內存使用；同時，哈希還更有益於細節抽象和代碼可讀。合適時候，使用list代替set。如果你不需要使用set特性，List在使用更少內存的情況下可以提供比set更快的速度。Sorted sets是最昂貴的數據結構，不管是內存消耗還是基本操作的復雜性。如果你只是需要一個查詢記錄的途徑，並不在意排序這樣的屬性，那麽輕建議使用哈希表。文章Redis鍵值設計以實際的業務需求為例介紹如何使用Redis的數據結構，可以作為參考。
  Redis中一個經常被忽視的功能就是bitmaps或者bitsets（V2.2之後）。Bitsets允許你在Redis值上執行多個bit-level操作，比如一些輕量級的分析。
• 控制Redis的內存
  Redis內存不足的原因包括三個方面:1)數據不斷累加，無效數據未清理，緩存未設置過期時間;2）存儲數據中包含未使用到字段，整個對象序列化到redis中;3）冷數據，或者根本不會再去使用的無效數據沒有清理。
  解決方法：1）數據區分無效時間，設置過期時間，使無效數據過期；（如：通過日期後綴命名Key）；2）區分冷數據，清理掉冷數據；緩存數據從簡，redis key命名從簡，數據字段命名從簡，無效字段不添加在緩存中。

Redis和MongoDB的區別：

• Redis不適用於長期累加的數據（比如大數據），這些數據應該考慮hbase或者mongodb
• Redis的讀寫速度比MongoDB表現好，尤其是數據集較大的情況下。
• MongoDB的特點:（1）面向文檔（2）高性能（3）高可用（4）易擴展（5）豐富的查詢語言,mongoDB適合大數據量的存儲，依賴操作系統VM做內存管理，吃內存也比較厲害，服務不要和別的服務在一起。MongoDB:主要解決海量數據的訪問效率問題，Redis：數據量較小的更性能操作和運算上。

Windows安裝Redis

因為開發環境在Windows下，因此還是選擇在windwos環境下安裝Redis。Redis官方並沒有給出官網安裝包，但有一個開源項目時跟進的，可以在其Github主頁 上下載對應的安裝包。
我下載的是3.0.53的包，新建目錄“c:\redis”，解壓縮安裝包放在這個目錄中。
然後輸入命令就可以看到啟動界面了：

1. c:\redis>redis-server.exe redis.windows.conf

為了避免避免反復輸入命令麻煩，可以直接註冊成為windows服務：

1. c:\redis>redis-server --service-install redis.windows.conf --loglevel verbose
2. c:\redis>net start Redis

安裝完畢，再下載安裝Redis Desktop Manager壓壓驚。

python操作Redis

Redis的安裝及學習