摘要：上一篇文章實(shí)戰(zhàn)第三章命令第六節(jié)發(fā)布與訂閱下一篇文章實(shí)戰(zhàn)第四章數(shù)據(jù)安全與性能保障第節(jié)持久化選項(xiàng)到目前為止，本章介紹了提供的種結(jié)構(gòu)以及的發(fā)布與訂閱模式。

上一篇文章：Python--Redis實(shí)戰(zhàn)：第三章：Redis命令：第六節(jié)：發(fā)布與訂閱
下一篇文章：Python--Redis實(shí)戰(zhàn)：第四章：數(shù)據(jù)安全與性能保障：第1節(jié)：持久化選項(xiàng)

到目前為止，本章介紹了Redis提供的5種結(jié)構(gòu)以及Redis的發(fā)布與訂閱模式。本節(jié)將要介紹的命令則可以用于處理多種類(lèi)型的數(shù)據(jù)：首先要介紹的是可以同時(shí)處理字符串、集合、列表和散列的sort命令；之后要介紹的是用于實(shí)現(xiàn)基本事務(wù)特性的multi命令和exec命令，這兩個(gè)命令可以讓用戶(hù)將多個(gè)命令當(dāng)做一個(gè)命令來(lái)執(zhí)行；最后要介紹的是幾個(gè)不同的自動(dòng)過(guò)期命令，他們可以自動(dòng)刪除無(wú)用的數(shù)據(jù)。

閱讀本節(jié)有助于讀者更好的理解如何同時(shí)組合和操作多種數(shù)據(jù)類(lèi)型。

Redis的排序操作和其他編程語(yǔ)言的排序操作一樣，都可以根據(jù)某種比較規(guī)則對(duì)一系列元素進(jìn)行有序排列。負(fù)責(zé)執(zhí)行排序操作的sort命令可以根據(jù)字符串、列表、集合、有序集合、散列這5種鍵Kim存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，對(duì)列表、集合以及有序集合進(jìn)行排序。如果讀者之前曾經(jīng)使用過(guò)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的話(huà)，那么可以將soft命令看做是sql語(yǔ)言里的order by。

下表展示了sort命令的定義：

使用sort命令提供的選項(xiàng)可以實(shí)現(xiàn)以下功能：

根據(jù)降序而不是默認(rèn)的升序來(lái)排列元素；

將元素看作是數(shù)字來(lái)進(jìn)行排序，或者將元素看作是二進(jìn)制字符串來(lái)進(jìn)行排序（比如排序字符串"110"和"12"的排序結(jié)果就跟排序數(shù)字110和12的結(jié)果不一樣）；

使用被排序元素之外的其他值作為權(quán)重進(jìn)行排序，甚至還可以從輸入的列表、集合、有序集合以外的其他地方進(jìn)行取值。

import redis # 導(dǎo)入redis包包


# 與本地redis進(jìn)行鏈接，地址為：localhost，端口號(hào)為6379
r = redis.StrictRedis(host="localhost", port=6379)
r.delete("sort-input")

#首先將一些元素添加到列表里面
print(r.rpush("sort-input",23,15,110,7))
#根據(jù)數(shù)字大小對(duì)元素進(jìn)行排序
print(r.sort("sort-input"))
#根據(jù)字母順序?qū)υ剡M(jìn)行排序
print(r.sort("sort-input",alpha=True))

#添加一些用于執(zhí)行排序操作和獲取操作的附加數(shù)據(jù)
print(r.hset("d-7","field",5))
print(r.hset("d-15","field",1))
print(r.hset("d-23","field",9))
print(r.hset("d-110","field",3))

#將散列的域（field）用作權(quán)重，對(duì)sort-input列表進(jìn)行排序
print(r.sort("sort-input",by="d-*->field"))

#獲取外部數(shù)據(jù)，并將它們用作命令的返回值，而不是返回被排序的數(shù)據(jù)
print(r.sort("sort-input",by="d-*->field",get="d-*->field"))

運(yùn)行結(jié)果：

4
[b"7", b"15", b"23", b"110"]
[b"110", b"15", b"23", b"7"]
0
0
0
0
[b"15", b"110", b"7", b"23"]
[b"1", b"3", b"5", b"9"]

最開(kāi)頭的幾行代碼設(shè)置了一些初始數(shù)據(jù)，然后對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)值排序和字符串排序，最后的代碼演示了如果通過(guò)sort命令的特殊語(yǔ)法來(lái)將散列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)作為權(quán)重進(jìn)行排序，以及怎樣獲取并返回散列存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。

sort命令不僅可以對(duì)列表進(jìn)行排序，還可以對(duì)集合進(jìn)行排序，然后返回一個(gè)列表形式的排序結(jié)果。上述實(shí)例除了展示了如果使用alpha關(guān)鍵字參數(shù)對(duì)元素進(jìn)行字符串排序之外，還展示了如果基于外部數(shù)據(jù)對(duì)元素進(jìn)行排序，以及如何獲取并返回外部數(shù)據(jù)。

后面講介紹如何組合使用集合操作和sort命令：當(dāng)集合結(jié)構(gòu)計(jì)算交集、并集和差集的能力，與sort命令獲取散列存儲(chǔ)的外部數(shù)據(jù)的能力相結(jié)合時(shí)，sort命令將變得非常強(qiáng)大。

盡管sort是Redis中唯一一個(gè)可以同時(shí)處理3種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)的命令，但基本的Redis事務(wù)同樣可以讓我們?cè)谝贿B串不斷執(zhí)行的命令里面操作多種不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)。

有時(shí)候?yàn)榱送瑫r(shí)處理多個(gè)結(jié)構(gòu)，我們需要向Redis發(fā)送多個(gè)命令。盡管Redis有幾個(gè)可以在兩個(gè)鍵之間復(fù)制或者移動(dòng)元素，但卻沒(méi)有那種可以在兩個(gè)不同類(lèi)型之間移動(dòng)元素的命令（雖然可以使用zunionstore命令將元素從一個(gè)集合復(fù)制到一個(gè)有序集合）。為了對(duì)相同或者不同類(lèi)型的多個(gè)鍵執(zhí)行操作，Redis有5個(gè)命令可以讓用戶(hù)在不被打斷（interruption）的情況下對(duì)多個(gè)鍵執(zhí)行操作，它們分別是watch、multi、exec、unwatch、discard。

這一節(jié)中介紹最基本的Redis事務(wù)用法，其中只會(huì)用到multi命令和exec命令。

Redis的基本事務(wù)需要用到multi命令和exec命令，這種事務(wù)可以讓一個(gè)客戶(hù)端在不被其他客戶(hù)端打斷的情況下執(zhí)行多個(gè)命令。和關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)那種可以在執(zhí)行的過(guò)程中進(jìn)行回滾（rollback）的事務(wù)不同，在Redis里面，被multi命令和exec命令包圍的所有命令會(huì)一個(gè)接一個(gè)的執(zhí)行，直到所有命令都執(zhí)行完畢。當(dāng)一個(gè)事務(wù)執(zhí)行完畢之后，Redis才會(huì)處理其他客戶(hù)端的命令。

要在Redis里面執(zhí)行事務(wù)，我們首先需要執(zhí)行multi命令，然后輸入那些我們想要在事務(wù)里面執(zhí)行的命令，最后再執(zhí)行exec命令。當(dāng)Redis從一個(gè)客戶(hù)端那里接受到multi命令時(shí)，Redis會(huì)將這個(gè)客戶(hù)端之后發(fā)送的所有命令都放入到一個(gè)隊(duì)列里面，直到這個(gè)客戶(hù)端發(fā)送exec命令為止，然后Redis就會(huì)在不被打斷的情況下，一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行存儲(chǔ)在隊(duì)列里面的命令。從語(yǔ)義上來(lái)說(shuō)，Redis事務(wù)在Python客戶(hù)端上面是由流水線(xiàn)（pipelien）實(shí)現(xiàn)：對(duì)連接對(duì)象用pipeline()方法將創(chuàng)建一個(gè)事務(wù)，在一切正常的情況下，客戶(hù)端會(huì)自動(dòng)地使用multi和exec包裹起用戶(hù)輸入的多個(gè)命令。此處，為了減少Redis與客戶(hù)端之間的通信往返次數(shù)，提升執(zhí)行多個(gè)命令時(shí)的性能，Python的Redis客戶(hù)端會(huì)存儲(chǔ)起事務(wù)包含的多個(gè)命令，然后在事務(wù)執(zhí)行時(shí)一次性地將所有命令都發(fā)送給Redis。

跟介紹publish命令和subscribe命令時(shí)的情況一樣，要展示事務(wù)執(zhí)行結(jié)果，最簡(jiǎn)單的方法就是將事務(wù)放到線(xiàn)程里執(zhí)行。

下面代碼展示了在沒(méi)有使用事務(wù)的情況下，執(zhí)行并行（parallel）自增操作的結(jié)果：

import redis  # 導(dǎo)入redis包包
import time,threading


# 與本地redis進(jìn)行鏈接，地址為：localhost，端口號(hào)為6379
r = redis.StrictRedis(host="localhost", port=6379)
r.delete("notrans:")

def notrans():
    #對(duì)"notrans:"計(jì)數(shù)器執(zhí)行自增操作并打印操作的執(zhí)行結(jié)果
    print(r.incr("notrans:"))
    #等待100毫秒
    time.sleep(.1)
    #對(duì)"notrans:"計(jì)數(shù)器執(zhí)行自減操作。
    r.incr("notrans:",-1)


if __name__ == "__main__":
    # 啟動(dòng)3個(gè)線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行沒(méi)有被事務(wù)包裹的自增、休眠和自減操作
    for i in range(3):
        threading.Thread(target=notrans).start()
    # 等待500毫秒，讓操作有足夠的時(shí)間完成
    time.sleep(.5)

結(jié)果：

1
2
3

因?yàn)闆](méi)有使用事務(wù)，所以三個(gè)線(xiàn)程都可以在執(zhí)行自減操作之前，對(duì)notrans：計(jì)數(shù)器執(zhí)行自增操作。雖然代碼里面通過(guò)休眠100毫秒放大了潛在問(wèn)題，但如果我們確實(shí)需要在不受其它命令干擾的情況下，對(duì)計(jì)數(shù)器執(zhí)行自增操作和自減操作，那么我們就不得不解決這個(gè)潛在問(wèn)題。

下面代碼使用事務(wù)來(lái)執(zhí)行相同的操作：

import redis  # 導(dǎo)入redis包包
import time,threading


# 與本地redis進(jìn)行鏈接，地址為：localhost，端口號(hào)為6379
r = redis.StrictRedis(host="localhost", port=6379)
r.delete("trans:")

def notrans():
    #創(chuàng)建一個(gè)事務(wù)型（transactional）流水線(xiàn)對(duì)象
    pipeline=r.pipeline()
    #把針對(duì)"trans："計(jì)數(shù)器的自增操作放入隊(duì)列
    pipeline.incr("trans:")
    #等待100毫秒
    time.sleep(.1)
    #把針對(duì)"trans:"計(jì)數(shù)器的自減操作放入隊(duì)列
    pipeline.incr("trans:",-1)
    #執(zhí)行被事務(wù)包裹的命令，并打印自增操作的執(zhí)行結(jié)果
    print(pipeline.execute()[0])


if __name__ == "__main__":
    # 啟動(dòng)3個(gè)線(xiàn)程來(lái)執(zhí)行沒(méi)有被事務(wù)包裹的自增、休眠和自減操作
    for i in range(3):
        threading.Thread(target=notrans).start()
    # 等待500毫秒，讓操作有足夠的時(shí)間完成
    time.sleep(.5)

結(jié)果：

1
1
1

可以看出，盡管自增操作和自減操作直接有一段延遲時(shí)間，但通過(guò)使用事務(wù)，各個(gè)線(xiàn)程都可以在不被其它線(xiàn)程打斷的情況下，執(zhí)行各自隊(duì)列里面的命令。記住，Redis要在接收到Exec命令之后，才會(huì)執(zhí)行那些位于multi和exec之間的入隊(duì)命令。

在使用Redis存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候，有些數(shù)據(jù)僅在一段很短的時(shí)間內(nèi)有用，雖然我們可以在數(shù)據(jù)的有效期過(guò)了之后刪除無(wú)用的數(shù)據(jù)，但更好的辦法是使用Redis提供的鍵過(guò)期操作來(lái)自動(dòng)刪除無(wú)用數(shù)據(jù)。

在使用Redis存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的時(shí)候，有些數(shù)據(jù)可能在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)之后就不再有用了，用戶(hù)可以使用DEL命令顯示刪除這些無(wú)用數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)Redis的過(guò)期時(shí)間（expiration）特征來(lái)讓一個(gè)鍵再給定的時(shí)限（timeout）之后自動(dòng)被刪除。當(dāng)我們說(shuō)一個(gè)鍵【帶有生存時(shí)間】（time to live）或者一個(gè)鍵【會(huì)在特定時(shí)間之后過(guò)期】時(shí)，我們指的是Redis會(huì)在這個(gè)鍵的過(guò)期時(shí)間到達(dá)時(shí)自動(dòng)刪除該鍵。

雖然過(guò)期時(shí)間特性對(duì)于清理緩存數(shù)據(jù)非常有用，不過(guò)通常只有少數(shù)幾個(gè)命令可以原子地為鍵設(shè)置過(guò)期時(shí)間，并且對(duì)于列表、集合、散列和有序集合這樣的容器來(lái)說(shuō)，鍵過(guò)期命令只能為整個(gè)鍵設(shè)置過(guò)期時(shí)間，而沒(méi)辦法為鍵里面的單個(gè)元素設(shè)置過(guò)期時(shí)間（為了解決這個(gè)問(wèn)題，可以使用存儲(chǔ)時(shí)間戳的有序集合來(lái)實(shí)現(xiàn)針對(duì)的那個(gè)元素的過(guò)期操作）。

本節(jié)將對(duì)那些可以在給定時(shí)限或者給定時(shí)間之后，自動(dòng)刪除過(guò)期鍵的Redis命令進(jìn)行介紹。通過(guò)閱讀本節(jié)，讀者可以學(xué)會(huì)如何使用過(guò)期操作來(lái)自動(dòng)刪除過(guò)期數(shù)據(jù)并降低Redis的內(nèi)存占用。

下表列出了Redis提供的用于為鍵設(shè)置過(guò)期時(shí)間的命令，已經(jīng)查看鍵的過(guò)期時(shí)間的命令：

下面代碼展示了幾個(gè)對(duì)鍵執(zhí)行過(guò)期時(shí)間操作的例子：

import redis # 導(dǎo)入redis包包
import time


# 與本地redis進(jìn)行鏈接，地址為：localhost，端口號(hào)為6379
r = redis.StrictRedis(host="localhost", port=6379)
r.delete("trans:")

#設(shè)置一個(gè)簡(jiǎn)單的字符串值作為過(guò)期時(shí)間的設(shè)置對(duì)象
print(r.set("key","value"))
print(r.get("key"))
print(r.expire("key",2))

time.sleep(1)

#查看鍵距離過(guò)期還有多長(zhǎng)時(shí)間
print(r.ttl("key"))

time.sleep(1)

#此時(shí)鍵已經(jīng)過(guò)期，并被刪除
print(r.get("key"))

運(yùn)行結(jié)果：

True
b"value"
True
1
None

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