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Python系統學習-26-1

今日內容概要:
1. redis
2. websocket
3. 完善釋出系統
4. celery

內容詳細:
1. redis
a. 安裝【虛擬機器、伺服器上】
wget http://download.redis.io/releases/redis-3.0.6.tar.gz
tar xzf redis-3.0.6.tar.gz
cd redis-3.0.6
make

	b. 安裝python操作redis的模組【自己電腦】
		pip3 install redis 
		
	c. 通過Python去呼叫redis 
		
		1. 基本使用:
			import redis
			"""
			redis = {
				k1:v1, # 字串,
				k2:[11,22,333,22], # 列表,
				k3:{11,22,333}, # 集合,
				k4:{'name':'alex','age':18}, # 字典,
				k5:{('alex',80),('老男孩',90),('xxx',81)} # 有序集合
			}
			"""
			conn = redis.Redis(host='192.168.16.27',port=6379)
			############################# 字串操作 #############################
			conn.set('k2',666,ex=5)
			val = conn.get('k2')

			############################# 列表操作 #############################
			conn.lpush('names','eric') # 在左邊插
			conn.rpush('names','seven')

			v1 = conn.lpop('names') # 從左邊取
			v1 = conn.rpop('names')
			print(v1)

			利用redis列表可以做佇列
			conn.rpush('names','eric')
			v1 = conn.lpop('names')
			print(v1)

			利用redis列表可以做佇列【阻塞】
			v1 = conn.blpop('names')
			print(v1)
			print(conn.lrange('names',0,1000))
			############################# 字典操作 #############################
			conn.hset('k4','name','alex')
			conn.hset('k4','age','18')
			v1 = conn.hget('k4','name')
			v2 = conn.hget('k4','age')
			print(v1,v2)

			生成器物件(redis中有大量資料操作時,使用hscan_iter)
			ret = conn.hscan_iter('k4',count=500)
			for item in ret:
			    print(item)

			############################# 集合操作 #############################
			conn.sadd('urls','http://www.sogou.com')
			v1 = conn.smembers('urls')
			print(v1)

			############################# 有序集合操作 #############################
			conn.zadd('zz', {'alex': 80, 'oldboy':20})
			v = conn.zrange('zz',0,1000,desc=True)
			print(v)

			參考部落格:http://www.cnblogs.com/wupeiqi/articles/5132791.html
		
		
		2. 應用場景
			字串,session資料儲存到redis字串中。
				    django示例:【django_session_redis】
					注意,需要先安裝 pip3 install django_redis
			列表,訊息佇列。應用場景:爬蟲的任務【今日用到】
			集合,記錄去重。應用場景:爬蟲
			字典,購物車資訊。
			有序集合,應用場景:爬蟲任務深度和廣度優先。【今日用到】
	
1.1redis相比memcached有哪些優勢?
(1) memcached所有的值均是簡單的字串,redis作為其替代者,支援更為豐富的資料型別
(2) redis的速度比memcached快很多
(3) redis可以持久化其資料			

1.2redis常見效能問題和解決方案:
(1) Master最好不要做任何持久化工作,如RDB記憶體快照和AOF日誌檔案
(2) 如果資料比較重要,某個Slave開啟AOF備份資料,策略設定為每秒同步一次
(3) 為了主從複製的速度和連線的穩定性,Master和Slave最好在同一個區域網內
(4) 儘量避免在壓力很大的主庫上增加從庫	
(5) 主從複製不要用圖狀結構,用單向連結串列結構更為穩定,即:Master <- Slave1 <- Slave2 <- Slave3...
這樣的結構方便解決單點故障問題,實現Slave對Master的替換。如果Master掛了,可以立刻啟用Slave1做Master,其他不變。

1.3MySQL裡有2000w資料,redis中只存20w的資料,如何保證redis中的資料都是熱點資料
(1)相關知識:redis 記憶體資料集大小上升到一定大小的時候,就會施行資料淘汰策略。redis 提供 6種資料淘汰策略:
(2)voltile-lru:從已設定過期時間的資料集(server.db[i].expires)中挑選最近最少使用的資料淘汰
(3)volatile-ttl:從已設定過期時間的資料集(server.db[i].expires)中挑選將要過期的資料淘汰
(4)volatile-random:從已設定過期時間的資料集(server.db[i].expires)中任意選擇資料淘汰
(5)allkeys-lru:從資料集(server.db[i].dict)中挑選最近最少使用的資料淘汰
(6)allkeys-random:從資料集(server.db[i].dict)中任意選擇資料淘汰
(7)no-enviction(驅逐):禁止驅逐資料

1.4. Memcache與Redis的區別都有哪些?
1)、儲存方式
Memecache把資料全部存在記憶體之中,斷電後會掛掉,資料不能超過記憶體大小。
Redis有部份存在硬碟上,這樣能保證資料的永續性。

2)、資料支援型別
Memcache對資料型別支援相對簡單。
Redis有複雜的資料型別。

3)value大小
redis最大可以達到1GB,而memcache只有1MB

1.5 Redis 常見的效能問題都有哪些?如何解決?
1).Master寫記憶體快照,save命令排程rdbSave函式,會阻塞主執行緒的工作,當快照比較大時對效能影響是非常大的,會間斷性暫停服務,所以Master最好不要寫記憶體快照。

2).Master AOF持久化,如果不重寫AOF檔案,這個持久化方式對效能的影響是最小的,但是AOF檔案會不斷增大,AOF檔案過大會影響Master重啟的恢復速度。Master最好不要做任何持久化工作,包括記憶體快照和AOF日誌檔案,特別是不要啟用記憶體快照做持久化,如果資料比較關鍵,某個Slave開啟AOF備份資料,策略為每秒同步一次。

3).Master呼叫BGREWRITEAOF重寫AOF檔案,AOF在重寫的時候會佔大量的CPU和記憶體資源,導致服務load過高,出現短暫服務暫停現象。

4). Redis主從複製的效能問題,為了主從複製的速度和連線的穩定性,Slave和Master最好在同一個區域網內

1.6edis 最適合的場景
Redis最適合所有資料in-momory的場景,雖然Redis也提供持久化功能,但實際更多的是一個disk-backed的功能,跟傳統意義上的持久化有比較大的差別,那麼可能大家就會有疑問,似乎Redis更像一個加強版的Memcached,那麼何時使用Memcached,何時使用Redis呢?

   如果簡單地比較Redis與Memcached的區別,大多數都會得到以下觀點:

 1 、Redis不僅僅支援簡單的k/v型別的資料,同時還提供list,set,zset,hash等資料結構的儲存。
 2 、Redis支援資料的備份,即master-slave模式的資料備份。
 3 、Redis支援資料的持久化,可以將記憶體中的資料保持在磁碟中,重啟的時候可以再次載入進行使用。

(1)、會話快取(Session Cache)

最常用的一種使用Redis的情景是會話快取(session cache)。用Redis快取會話比其他儲存(如Memcached)的優勢在於:Redis提供持久化。當維護一個不是嚴格要求一致性的快取時,如果使用者的購物車資訊全部丟失,大部分人都會不高興的,現在,他們還會這樣嗎?

幸運的是,隨著 Redis 這些年的改進,很容易找到怎麼恰當的使用Redis來快取會話的文件。甚至廣為人知的商業平臺Magento也提供Redis的外掛。

(2)、全頁快取(FPC)

除基本的會話token之外,Redis還提供很簡便的FPC平臺。回到一致性問題,即使重啟了Redis例項,因為有磁碟的持久化,使用者也不會看到頁面載入速度的下降,這是一個極大改進,類似PHP本地FPC。

再次以Magento為例,Magento提供一個外掛來使用Redis作為全頁快取後端。

此外,對WordPress的使用者來說,Pantheon有一個非常好的外掛 wp-redis,這個外掛能幫助你以最快速度載入你曾瀏覽過的頁面。

(3)、佇列

Reids在記憶體儲存引擎領域的一大優點是提供 list 和 set 操作,這使得Redis能作為一個很好的訊息佇列平臺來使用。Redis作為佇列使用的操作,就類似於本地程式語言(如Python)對 list 的 push/pop 操作。

如果你快速的在Google中搜索“Redis queues”,你馬上就能找到大量的開源專案,這些專案的目的就是利用Redis建立非常好的後端工具,以滿足各種佇列需求。例如,Celery有一個後臺就是使用Redis作為broker,你可以從這裡去檢視。

(4),排行榜/計數器

Redis在記憶體中對數字進行遞增或遞減的操作實現的非常好。集合(Set)和有序集合(Sorted Set)也使得我們在執行這些操作的時候變的非常簡單,Redis只是正好提供了這兩種資料結構。所以,我們要從排序集合中獲取到排名最靠前的10個使用者–我們稱之為“user_scores”,我們只需要像下面一樣執行即可:

當然,這是假定你是根據你使用者的分數做遞增的排序。如果你想返回使用者及使用者的分數,你需要這樣執行:

ZRANGE user_scores 0 10 WITHSCORES

Agora Games就是一個很好的例子,用Ruby實現的,它的排行榜就是使用Redis來儲存資料的,你可以在這裡看到。

(5)、釋出/訂閱

最後(但肯定不是最不重要的)是Redis的釋出/訂閱功能。釋出/訂閱的使用場景確實非常多。我已看見人們在社交網路連線中使用,還可作為基於釋出/訂閱的指令碼觸發器,甚至用Redis的釋出/訂閱功能來建立聊天系統!(不,這是真的,你可以去核實)。

Redis提供的所有特性中,我感覺這個是喜歡的人最少的一個,雖然它為使用者提供如果此多功能。

1.7連線池
redis-py使用connection pool來管理對一個redis server的所有連線,避免每次建立、釋放連線的開銷。預設,每個Redis例項都會維護一個自己的連線池。可以直接建立一個連線池,然後作為引數Redis,這樣就可以實現多個Redis例項共享一個連線池。
import redis

pool = redis.ConnectionPool(host='127.0.0.1', port=6397)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.set('foo', 'bar')
print(r.get('foo))
  1. websocket

     Http協議:
     	- 資料格式:
     		- \r\n分割 
     		- 請求頭和請求體
     	- 一次請求一次響應斷開連線。
     	
     	- http服務端只能做響應,無法主動給客戶端推送訊息。
     	
     websocket協議:
     	- 建立連線後預設不斷開
     	- 資料格式:	
     		- 握手 
     		- 加密/解密 
     		- \r\n
     	
     	
     django中使用websocket:
     	1. 檢視Python版本
     	2. 根據版本不同下載:twisted
     		https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#twisted
     	3. 安裝twisted
     		找到檔案的下載目錄,執行:
     			pip3 install Twisted‑18.9.0‑cp36‑cp36m‑win_amd64.whl
     			
     	4. 安裝: channel
     			pip3 install channels
     			
     
     	示例:基本聊天室功能(服務端向客戶端主動推送訊息)
     	
     	5. 安裝: channels_redis
     			pip3 install channels_redis
    
    1. 釋出系統

    2. celery

      • 安裝
        pip3 install celery

      • 什麼是celery?
        celery是Python的一個模組,專門用於做任務處理。

      • 快速使用【指令碼】

      • django示例【django框架*】
        配置檔案:

# ######################## Celery配置 ########################
CELERY_BROKER_URL = 'redis://192.168.16.27:6379'
CELERY_ACCEPT_CONTENT = ['json']
CELERY_RESULT_BACKEND = 'redis://192.168.16.27:6379'
CELERY_TASK_SERIALIZER = 'json'
執行釋出系統:
	- redis
	- 至少建立一個程序來執行worker
	- 啟動django