作者：[美]约西亚 L.卡尔森（Josiah L. Carlson）
出版社：人民邮电出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
Redis实战试读：
前言
Chris Testa是我在圣莫尼卡Google分部工作时认识的一个朋友，我从2010年3月开始和他一起在加利福尼亚州贝弗利山的一间小创业公司工作，Chris是公司的领头和主管，而我则受聘于他成为了公司研究部门的架构师。
在对某个不相关的问题进行了一个下午的讨论之后，Chris向我推荐了Redis，他认为我这个理论计算机科学专业毕业的人应该会对这个数据库感兴趣。在使用Redis并按照自己的想法对Redis打补丁几个星期之后，我开始参与邮件列表里面的讨论，并向其他人提供建议或者补丁。
随着时间的推移，我将Redis广泛应用到了我们公司的各个项目里面：搜索、广告定向引擎、Twitter分析引擎以及一些将架构中的各个不同部分连接起来的小工具，所有这些项目都要求我学习更多关于Redis的知识。每当有其他Redis使用者在邮件列表里面提问的时候，我总会情不自禁地给出我的建议（我最喜欢回答的是与职位搜索有关的问题，本书的7.4节对此进行了介绍），并因此成为了Redis邮件列表里面发言最积极的用户之一。
2011年9月下旬，当时我正在巴黎度蜜月，Manning出版社的策划编辑Michael Stephens给我打来了电话，但因为我的手机只能在美国使用，所以我未能接到Michael打来的电话。之后又由于手机固件bug的缘故，直到10月的第2周，我才收到Michael发给我的短信。
当我终于收到短信并与Michael联系上的时候，我才知道Manning出版社打算出版一本《Redis实战》。在阅读了相关的邮件列表并且向人们咨询应该由谁来写这本书的时候，我的名字出现了。幸运的是，在我回电话的时候，Manning出版社仍在接受关于《Redis实战》一书的提案。
在对本书的提案进行了几个星期的讨论和数次修改之后（提案的内容主要来源于我平时在Redis邮件列表发表的帖子），Manning出版社接受了我的提案，然后我开始了本书的写作工作。转眼之间，现在已经是我和Michael首次交谈之后的第17个月了，《Redis实战》一书已经基本完成，只剩下一些收尾的工作了。我花费了一整年的所有夜晚和假日，通过编写这本书来帮助其他人理解和使用我认为最有趣的技术——它比我在20年前的圣诞节第一次坐在电脑前面以来所知道的大部分技术都要有趣。
虽然自己未能有足够的远见来亲自发明Redis是有点儿遗憾，不过至少现在我有机会为它写一本书了。致谢
我要感谢我的编辑，Manning的Beth Lexleigh，感谢她对我的整个写作过程给予的帮助：你的耐心指导和悉心教诲让我获益良多。
我还要感谢我的开发编辑Bert Bates：感谢你指出我需要为读者改变自己的写作风格，你对我写作风格的影响遍及全书，极大地改善了本书的可读性。
谢谢你Salvatore Sanfilippo：没有你，就没有Redis，更没有这本书，非常感谢你能为本书作序。
谢谢你Pieter Noordhuis：除了感谢你对Redis的贡献之外，我还要感谢你在RedisConf 2012大会期间，与我开怀畅饮并听取我关于Redis数据结构设计的想法，尽管这些想法未能变为现实，但能够与你交流关于Redis内部实现的知识，我仍深感荣幸。
感谢我的技术校对团队（以名字的首字母排序）：James Phillips、Kevin Chang和Nicholas Lindgren，多亏了你们的帮助，本书的质量才能更上一层楼。
感谢我的朋友兼同事Eric Van Dewoestine：谢谢你不辞劳苦地为本书编写了Java版本的示例代码，这些代码可以在这个GitHub页面找到：https://github.com/ josiahcarlson/redis-in-action。
感谢包括Amit Nandi、Bennett Andrews、Bobby Abraham、Brian Forester、Brian Gyss、Brian McNamara、Daniel Sundman、David Miller、Felipe Gutierrez、Filippo Pacini、Gerard O’Sullivan、JC Pretorius、Jonathan Crawley、Joshua White、Leo Cassarani、Mark Wigmans、Richard Clayton、Scott Lyons、Thomas O’Rourke和Todd Fiala在内的参与本书一审、二审、三审以及最终评审的所有审稿人，我已经尽可能地将你们的宝贵意见采纳到本书当中了。
感谢所有在Manning的《Redis实战》作者在线论坛上发表反馈的读者，你们的火眼金睛让错误无处可逃。
我要特别感谢我的妻子See Luan，她宽宏大量地允许我在一年多的时间里，将数不清的夜晚和假日都花在写作上面，而她却独自忍受着怀孕带来的辛苦与不适；直到最近，在我完成本书最终定稿的这段时间里，她又开始独自照顾我们刚出生的女儿。
最后，感谢我的家人和朋友，谢谢他们一直忍受因为写书而无暇他顾的我。关于本书
本书将对Redis的使用方法进行说明。Redis是一个内存数据库（或者说内存数据结构）服务器，最初由Salvatore Sanfilippo创建，现在是一个开源软件。本书不要求读者有任何使用Redis的经验，不过因为本书的绝大部分示例都使用了Python编程语言来与Redis进行交互，所以读者需要对Python有一定程度的认识才能更好地理解本书的内容。
如果读者不熟悉Python的话，那么可以去看看Python 2.7.x版本的Python语言教程（Python language tutorial），并在本书提到某种Python语法结构的时候，查找并阅读相应语法结构的文档。虽然本书展示的Python代码在将来可能会被翻译成Java代码、JavaScript代码或者Ruby代码，但这些翻译代码的清晰性和简洁性可能会比不上现有的Python代码，并且在读者阅读本书的时候，将Python代码翻译成其他代码的工作可能尚未完成。
如果读者没有任何使用Redis的经验，那么就应该先阅读本书的第1章和第2章，然后再阅读本书的其他章节（介绍Redis安装方法和Python安装方法的附录A是一个例外，它可以在阅读第1章和第2章之前阅读）。第1章和第2章介绍了Redis是什么，它能做什么，以及读者可能会想要使用它的理由。之后的第3章介绍了Redis提供的各种结构，说明了这些结构的作用和总体概念。第4章介绍了Redis的管理操作，以及实现数据持久化的方法。
如果读者已经有使用Redis的经验，那么可以考虑跳过第1章和第3章——这两章介绍的入门内容都是为那些没有使用过Redis的读者准备的。另外，虽然第2章也属于入门内容，但即使是有Redis使用经验的读者也不应该跳过这一章，因为它展示了本书解决问题时的风格：首先展示问题，然后解决问题，之后回顾问题并改善已有的解决方案，最后，如果读者还想继续深究下去的话，本书还会指出比已有的解决方案更好的新方案。
本书在回顾一个主题的时候，通常会说明第一次讨论这个主题的章节。并非所有主题都要求读者先阅读之前的相关章节，但如果书本确实这么要求的话，那么读者最好还是照书本所说的去做，因为这有助于读者更好地了解整个主题的来龙去脉。
本书很少会给出某个特定问题的最佳解法，更多的是通过展示例子来让读者思考如何去解决某一类问题，并从直觉和非直觉两个方面为这些问题构建解答，所以如果读者在阅读某个主题的时候，发现了比本书列出的解法更好、更快或者更简单的解法，那将是一件非常棒的事情。
本书每一章对应的源代码都包含了一个测试运行器（test runner），测试运行器提供了那一章定义的绝大部分函数或者方法的使用示例，如果读者在理解某一章的示例时遇到了困难，或者想不明白示例是怎样运作的，那么可以去看看那一章对应的源代码。除此之外，每章对应的源代码还给出了那一章大部分练习的答案。内容编排
本书总共分为3个部分：第一部分对Redis进行了基本介绍，并展示了一些Redis的使用示例；第二部分对Redis的多个命令进行了详细的介绍，之后还介绍了Redis的管理操作以及使用Redis构建更复杂的应用程序的方法；最后，第三部分介绍了如何通过内存优化、水平分片以及Lua脚本这3种技术来扩展Redis。
第1章对Redis进行了基本介绍，列举了Redis提供的5种数据结构，对比了Redis与其他数据库之间的相同之处和不同之处，实现了一个可以对文章进行投票的简单文章聚合网站。
第2章介绍了如何使用Redis来提升应用程序的性能以及如何使用Redis来实现基本的网络分析。不太了解Redis的读者应该会从第2章开始逐渐明白Redis在最近几年变得越来越流行的原因——因为它简单易用，而且性能强劲。
第3章基本上是一个命令文档，它陆续介绍了Redis的常用命令、基本事务命令、排序命令和过期时间命令，并给出了这些命令的使用示例。
第4章介绍了数据持久化、性能测试、故障恢复以及防止数据丢失等概念。这一章前几节介绍的内容都是和Redis管理有关的，而之后的4.4节和4.5节则深入地讨论了Redis事务和流水线命令的性能。Redis新手和中级Redis用户都应该阅读4.4节和4.5节，因为本书在之后的章节里面会再次回顾这两节提到的问题。
第5章介绍了将Redis用作数据库，并使用它来实现日志、计数器、IP所属地查找程序和服务配置程序的方法。
第6章介绍了一些对于规模日益增长的应用程序非常有用的组件，比如自动补全、加锁、任务队列、消息传递以及文件分发。
第7章深入研究了一系列与搜索有关的问题和解决方案，它们可能会改变读者对于数据查询和数据过滤的看法。
第8章详细地说明了如何构建一个类似Twitter的社交网站，并给出了包括流API在内的整个网站后端实现。
第9章讨论了扩展Redis时会用到的内存优化技术，其中包括结构分片方法以及短结构的使用方法。
第 10 章介绍了对 Redis 进行水平分片和主从复制的方法。当一台服务器不足以满足需求的时候，这两项特性可以提供更强劲的性能以及更多的可用内存。
第11章介绍了如何通过Lua脚本编程在服务器端对Redis的功能进行扩展，并在某些场景下把Lua脚本用作提升性能的方法。
附录A介绍了如何在Linux、OS X和Windows这3种不同的平台上安装Redis、Python以及Python的Redis客户端。
附录B是一个参考手册，它列出了各种在使用Redis时可能会有用的资源，比如本书用到的Python语法结构的文档，一些Redis使用案例，用于完成各种任务的第三方Redis库，诸如此类。代码约定和下载
为了与一般文本区别开来，本书在代码清单和正文中使用fixed-width font like this这样的字体来显示代码。重要的代码都带有相应的注释，有些代码还会带有编号，以便在之后的内容中对被编号的代码进行说明。
本书列出的所有代码清单的源代码都可以在Manning网站下载到：www.manning.com/RedisinAction。如果读者想要查看被翻译成其他语言的源代码，或者想要在线阅览用Python语言编写的源代码，那么可以访问这个GitHub地址：github.com/josiahcarlson/redis-in-action。作者在线论坛
Manning出版社为本书创建了相应的专属论坛，读者可以通过这个论坛来发表关于本书的评论，询问技术问题，或者寻求作者或其他读者的帮助。www.manning.com/RedisinAction记载了访问本书专属论坛的方法，部分功能（如发帖）可能需要在注册或者登录之后才能使用。
Manning出版社承诺为本书提供论坛以供读者和作者使用，但并不对作者的参与度做任何保证：作者对该论坛的所有贡献都是自愿的，并且是无偿的，因此，读者应该尽可能地询问一些有挑战性的问题，从而尽量激发作者的积极性。
在本书正常销售期间，这个作者在线论坛会一直对外开放。关于作者
在大学毕业之后，Josiah Carlson博士继续在加州大学欧文分校学习理论计算机科学。在学习之余，Josiah断断续续地做过一些助教工作，偶尔还会承接一些编程方面的工作。在Josiah快要研究生毕业的时候，他发现教职方面的工作机会并不多，于是他加入了Networks in Motion公司，开始了自己的职业生涯。在Networks in Motion公司任职期间，Josiah负责开发实时GPS导航软件，以及交通事故通知系统。
在离开Networks in Motion公司之后，Josiah加入了Google公司，之后他又跳槽到了Adly公司工作，开始学习和使用Redis来构建内容定向广告系统和Twitter分析平台。几个月之后，Josiah加入了Redis邮件列表，并在那里回答了数百个关于使用和配置Redis的问题。在离开Adly公司并成为ChowNow公司的首席架构师兼联合创始人之后不久，Josiah开始创作这本《Redis实战》。关于封面图画
本书封面插图的标题为“一介草民”（A Man of the People），这幅插图取自 19世纪法国再版的地区服饰风俗四卷汇编（four-volume compendium of regional dress customs），作者是Sylvain Maréchal。书中所有插图都是手工精心绘制并上色的。Maréchal书中丰富多样的服饰生动地描述了200多年前世界上不同城镇和地区的文化差异，人们相互隔绝，说着不同的方言和语言，仅仅从穿着就可以判断他们是住在城镇还是乡间，知悉他们的工作和身份。
随着时间的流逝，人们的着装规范已经发生了变化，曾经丰富多彩的地区多样性也已经逐渐消失不见——现在仅仅通过穿着已经很难区分不同大洲的居民，更别说是不同城镇和地区了。也许我们已经舍弃了对文化多样性的追求，转为拥抱更丰富多彩的个人生活以及更多样和快节奏的技术生活去了。
同样地，在这个难以分辨不同计算机书籍的时代，Manning出版社希望通过Maréchal的作品，将两个世纪前丰富多彩的地区生活融入本书封面，以此来赞美计算机行业不断创新和敢为人先的精神。第一部分入门
本书最开始的两章将对Redis进行介绍，并展示Redis的一些基本用法。读完这两章之后，读者应该能够用Redis对自己的项目进行一些简单的优化。第1章 初识Redis
本章主要内容
Redis与其他软件的相同之处和不同之处
Redis的用法
使用Python示例代码与Redis进行简单的互动
使用Redis解决实际问题
Redis是一个远程内存数据库，它不仅性能强劲，而且还具有复制特性以及为解决问题而生的独一无二的数据模型。Redis提供了5种不同类型的数据结构，各式各样的问题都可以很自然地映射到这些数据结构上：Redis的数据结构致力于帮助用户解决问题，而不会像其他数据库那样，要求用户扭曲问题来适应数据库。除此之外，通过复制、持久化（persistence）和客户端分片（client-side sharding）等特性，用户可以很方便地将Redis扩展成一个能够包含数百GB数据、每秒处理上百万次请求的系统。
笔者第一次使用Redis是在一家公司里面，这家公司需要对一个保存了6万个客户联系方式的关系数据库进行搜索，搜索可以根据名字、邮件地址、所在地和电话号码来进行，每次搜索需要花费10～15秒的时间。在花了一周时间学习Redis的基础知识之后，我使用Redis重写了一个新的搜索引擎，然后又花费了数周时间来仔细测试这个新系统，使它达到生产级别，最终这个新的搜索系统不仅可以根据名字、邮件地址、所在地和电话号码等信息来过滤和排序客户联系方式，并且每次操作都可以在50毫秒之内完成，这比原来的搜索系统足足快了 200 倍。阅读本书可以让你学到很多小技巧、小窍门以及使用Redis解决某些常见问题的方法。
本章将介绍Redis的适用范围，以及在不同环境中使用Redis的方法（比如怎样跟不同的组件和编程语言进行通信等）；而之后的章节则会展示各式各样的问题，以及使用Redis来解决这些问题的方法。
现在你已经知道我是怎样开始使用Redis的了，也知道了这本书大概要讲些什么内容了，是时候更详细地介绍一下Redis，并说明为什么应该使用Redis了。
安装Redis和Python 附录A介绍了快速安装Redis和Python的方法。
在其他编程语言里面使用Redis 本书只展示了使用Python语言编写的示例代码，使用Ruby、Java和JavaScript（Node.js）编写的示例代码可以在这里找到：https://github.com/josiahcarlson/redis-in-action。使用Spring框架的读者可以通过查看http://www.springsource.org/spring-data/redis来学习如何在Spring框架中使用Redis。1.1 Redis简介
前面对于Redis数据库的描述只说出了一部分真相。Redis是一个速度非常快的非关系数据库（non-relational database），它可以存储键（key）与5种不同类型的值（value）之间的映射（mapping），可以将存储在内存的键值对数据持久化到硬盘，可以使用复制特性来扩①展读性能，还可以使用客户端分片来扩展写性能，接下来的几节将分别介绍Redis的这几个特性。1.1.1 Redis与其他数据库和软件的对比
如果你熟悉关系数据库，那么你肯定写过用来关联两个表的数据的SQL查询。而Redis则属于人们常说的NoSQL数据库或者非关系数据库：Redis不使用表，它的数据库也不会预定义或者强制去要求用户对Redis存储的不同数据进行关联。
高性能键值缓存服务器memcached也经常被拿来与Redis进行比较：这两者都可用于存储键值映射，彼此的性能也相差无几，但是Redis能够自动以两种不同的方式将数据写入硬盘，并且Redis除了能存储普通的字符串键之外，还可以存储其他4种数据结构，而memcached只能存储普通的字符串键。这些不同之处使得Redis可以用于解决更为广泛的问题，并且既可以用作主数据库（primary database）使用，又可以作为其他存储系统的辅助数据库（auxiliary database）使用。
本书的后续章节会分别介绍将Redis用作主存储（primary storage）和二级存储（secondary storage）时的用法和查询模式。一般来说，许多用户只会在Redis的性能或者功能是必要的情况下，才会将数据存储到Redis里面：如果程序对性能的要求不高，又或者因为费用原因而没办法将大量数据存储到内存里面，那么用户可能会选择使用关系数据库，或者其他非关系数据库。在实际中，读者应该根据自己的需求来决定是否使用Redis，并考虑是将Redis用作主存储还是辅助存储，以及如何通过复制、持久化和事务等手段保证数据的完整性。
表1-1展示了一部分在功能上与Redis有重叠的数据库服务器和缓存服务器，从这个表可以看出Redis与这些数据库及软件之间的区别。表1-1 一些数据库和缓存服务器的特性与功能名类型数据存储选项查询类型附加功能称Re使用内字符串、列表、集合、每种数据类型都有发布与订阅，主从dis存存储散列表、有序集合自己的专属命令，复制（master/（in-另外还有批量操作slave memory（bulk operation）和replication），持久）的非不完全（partial）的化，脚本（存储过关系数事务支持程，stored 据库procedure）m使用内键值之间的映射创建命令、读取命为提升性能而设的e存存储令、更新命令、删多线程服务器m的键值除命令以及其他几ca缓存个命令chedM关系数每个数据库可以包含多SELECT、 支持ACID性质yS据库个表，每个表可以包含INSERT、 （需要使用Q多个行；可以处理多个UPDATE、 DELETE、InnoDB），主从复L表的视图（view）；支持函数、存储过程制和主主复制 空间（spatial）和第三方（master/master 扩展replication）Po关系数每个数据库可以包含多SELECT、 支持ACID性质，stg据库个表，每个表可以包含INSERT、 主从复制，由第三re多个行；可以处理多个UPDATE、 DELETE、方支持的多主复制S表的视图；支持空间和内置函数、自定义（multi-master Q第三方扩展；支持可定的存储过程replication）L制类型M使用硬每个数据库可以包含多创建命令、读取命支持map-reduce操on盘存储个表，每个表可以包含令、更新命令、删作，主从复制，分go（on-多个无除命令、条件查询片，空间索引Ddisk）的schema（schema-less）命令等（spatial index）B非关系的BSON文档文档存储1.1.2 附加特性
在使用类似Redis这样的内存数据库时，一个首先要考虑的问题就是“当服务器被关闭时，服务器存储的数据将何去何从呢？”Redis拥有两种不同形式的持久化方法，它们都可以用小而紧凑的格式将存储在内存中的数据写入硬盘：第一种持久化方法为时间点转储（point-in-time dump），转储操作既可以在“指定时间段内有指定数量的写操作执行”这一条件被满足时执行，又可以通过调用两条转储到硬盘（dump-to-disk）命令中的任何一条来执行；第二种持久化方法将所有修改了数据库的命令都写入一个只追加（append-only）文件里面，用户可以根据数据的重要程度，将只追加写入设置为从不同步（sync）、每秒同步一次或者每写入一个命令就同步一次。我们将在第4章中更加深入地讨论这些持久化选项。
另外，尽管Redis的性能很好，但受限于Redis的内存存储设计，有时候只使用一台Redis服务器可能没有办法处理所有请求。因此，为了扩展Redis的读性能，并为Redis提供故障转移（failover）支持，Redis实现了主从复制特性：执行复制的从服务器会连接上主服务器，接收主服务器发送的整个数据库的初始副本（copy）；之后主服务器执行的写命令，都会被发送给所有连接着的从服务器去执行，从而实时地更新从服务器的数据集。因为从服务器包含的数据会不断地进行更新，所以客户端可以向任意一个从服务器发送读请求，以此来避免对主服务器进行集中式的访问。我们将在第4章中更加深入地讨论Redis从服务器。1.1.3 使用Redis的理由
有memcached使用经验的读者可能知道，用户只能用APPEND命令将数据添加到已有字符串的末尾。memcached的文档中声明，可以用APPEND命令来管理元素列表。这很好！用户可以将元素追加到一个字符串的末尾，并将那个字符串当作列表来使用。但随后如何删除这些元素呢？memcached采用的办法是通过黑名单（blacklist）来隐藏列表里面的元素，从而避免对元素执行读取、更新、写入（包括在一次数据库查询之后执行的memcached写入）等操作。相反地，Redis的LIST和SET允许用户直接添加或者删除元素。
使用Redis而不是memcached来解决问题，不仅可以让代码变得更简短、更易懂、更易维护，而且还可以使代码的运行速度更快（因为用户不需要通过读取数据库来更新数据）。除此之外，在其他许多情况下，Redis的效率和易用性也比关系数据库要好得多。
数据库的一个常见用法是存储长期的报告数据，并将这些报告数据用作固定时间范围内的聚合数据（aggregates）。收集聚合数据的常见做法是：先将各个行插入一个报告表里面，之后再通过扫描这些行来收集聚合数据，并根据收集到的聚合数据来更新聚合表中已有的那些行。之所以使用插入行的方式来存储，是因为对于大部分数据库来说，插入行操作的执行速度非常快（插入行只会在硬盘文件末尾进行写入）。不过，对表里面的行进行更新却是一个速度相当慢的操作，因为这种更新除了会引起一次随机读（random read）之外，还可能会引起一次随机写（random write）。而在Redis里面，用户可以直接使用原子的（atomic）INCR命令及其变种来计算聚合数据，并且因②为Redis将数据存储在内存里面，而且发送给Redis的命令请求并不需要经过典型的查询分析器（parser）或者查询优化器（optimizer）进行处理，所以对Redis存储的数据执行随机写的速度总是非常迅速的。
使用 Redis 而不是关系数据库或者其他硬盘存储数据库，可以避免写入不必要的临时数据，也免去了对临时数据进行扫描或者删除的麻烦，并最终改善程序的性能。虽然上面列举的都是一些简单的例子，但它们很好地证明了“工具会极大地改变人们解决问题的方式”这一点。
除了第6章提到的任务队列（task queue）之外，本书的大部分内容都致力于实时地解决问题。本书通过展示各种技术并提供可工作的代码来帮助读者消灭瓶颈、简化代码、收集数据、分发（distribute）数据、构建实用程序（utility），并最终帮助读者更轻松地完成构建软件的任务。只要正确地使用书中介绍的技术，读者的软件就可以扩展至令那些所谓的“Web扩展技术（web-sacle technology）”相形见绌的地步。
在了解了Redis是什么、它能做什么以及我们为什么要使用它之后，是时候来实际地使用一下它了。接下来的一节将对Redis提供的数据结构进行介绍，说明这些数据结构的作用，并展示操作这些数据结构的其中一部分命令。1.2 Redis数据结构简介
正如之前的表1-1所示，Redis可以存储键与5种不同数据结构类型之间的映射，这5种数据结构类型分别为STRING（字符串）、LIST（列表）、SET（集合）、HASH（散列）和ZSET（有序集合）。有一部分Redis命令对于这5种结构都是通用的，如DEL、TYPE、RENAME等；但也有一部分Redis命令只能对特定的一种或者两种结构使用，第3章将对Redis提供的命令进行更深入的介绍。
大部分程序员应该都不会对Redis的STRING、LIST、HASH这3种结构感到陌生，因为它们和很多编程语言内建的字符串、列表和散列等结构在实现和语义（semantics）方面都非常相似。有些编程语言还有集合数据结构，在实现和语义上类似于Redis的SET。ZSET在某种程度上是一种Redis特有的结构，但是当你熟悉了它之后，就会发现它也是一种非常有用的结构。表1-2对比了Redis提供的5种结构，说明了这些结构存储的值，并简单介绍了它们的语义。表1-2 Redis提供的5种结构结构结构存储的值结构的读写能力类型STRI可以是字符串、整数或者浮点数对整个字符串或者字符串的其中一部分NG执行操作；对整数和浮点数执行自增（increment）或者自减（decrement）操作LIST一个链表，链表上的每个节点都从链表的两端推入或者弹出元素；根据包含了一个字符串偏移量对链表进行修剪（trim）；读取单个或者多个元素；根据值查找或者移除元素SET包含字符串的无序收集器添加、获取、移除单个元素；检查一个（unordered collection），并且被元素是否存在于集合中；计算交集、并包含的每个字符串都是独一无集、差集；从集合里面随机获取元素二、各不相同的HAS包含键值对的无序散列表添加、获取、移除单个键值对；获取所H有键值对ZSET字符串成员（member）与浮点添加、获取、删除单个元素；根据分值（有数分值（score）之间的有序映范围（range）或者成员来获取元素序集射，元素的排列顺序由分值的大合）小决定
命令列表 本节在介绍每个数据类型的时候，都会在一个表格里面展示一小部分处理这些数据结构的命令，之后的第 3 章会展示一个更详细（但仍不完整）的命令列表，完整的 Redis 命令列表可以在http://redis.io/commands找到。
这一节将介绍如何表示Redis的这5种结构，并且还会介绍Redis命令的使用方法，从而为本书的后续内容打好基础。本书展示的所有示例代码都是用Python写的，如果读者已经按照附录A里面描述的方法安装好了Redis，那么应该也已经安装好了Python，以及在Python里面使用Redis所需的客户端库。只要读者在电脑里面安装了Redis、Python和redis-py库，就可以在阅读本书的同时，尝试执行书中展示的示例代码了。
请安装Redis和Python 在阅读后续内容之前，请读者先按照附录A中介绍的方法安装Redis和Python。如果读者觉得附录A描述的安装方法过于复杂，那么这里有一个更简单的方法，但这个方法只能用于Debian系统（或者该系统的衍生系统）：从http://redis.io/download下载Redis的压缩包，解压压缩包，执行make && sudo make install，之后再执行sudo python -m easy_install redis hiredis（hiredis是可选的，它是一个使用C语言编写的高性能Redis客户端）。
如果读者熟悉过程式编程语言或者面向对象编程语言，那么即使没有使用过Python，应该也可以看懂Python代码。另一方面，如果读者决定使用其他编程语言来操作Redis，那么就需要自己来将本书的Python代码翻译成正在使用的语言的代码。
使用其他语言编写的示例代码 尽管没有包含在书中，但本书展示的Python示例代码已经被翻译成了Ruby代码、Java代码和JavaScript代码，这些翻译代码可以在https://github.com/ josiahcarlson/redis-in-action下载到。跟Python编写的示例代码一样，这些翻译代码也包含相应的注释，方便读者参考。
为了让示例代码尽可能地简单，本书会尽量避免使用Python的高级特性，并使用函数而不是类或者其他东西来执行Redis操作，以此来将焦点放在使用Redis解决问题上面，而不必过多地关注Python的语法。本节将使用redis-cli控制台与Redis进行互动。首先，让我们来了解一下Redis中最简单的结构：STRING。1.2.1 Redis中的字符串
Redis的STRING和其他编程语言或者其他键值存储提供的字符串非常相似。本书在使用图片表示键和值的时候，通常会将键名（key name）和值的类型放在方框的顶部，并将值放在方框的里面。图1-1以键为hello、值为world的STRING为例，分别标记了方框的各个部分。图1-1 一个STRING示例，键为hello，值为world
STRING拥有一些和其他键值存储相似的命令，比如GET（获取值）、SET（设置值）和DEL（删除值）。如果读者已经按照附录A中给出的方法安装了Redis，那么可以根据代码清单1-1展示的例子，尝试使用redis-cli执行SET、GET和DEL，表1-3描述了这3个命令的基本用法。表1-3 字符串命令命令行为GET获取存储在给定键中的值SET设置存储在给定键中的值DEL删除存储在给定键中的值（这个命令可以用于所有类型）
代码清单1-1 SET、GET和DEL的使用示例
使用 redis-cli 为了让读者在一开始就能便捷地与 Redis 进行交互，本章将使用redis-cli这个交互式客户端来介绍Redis命令。
除了能够GET、SET和DEL字符串值之外，Redis还提供了一些可以对字符串的其中一部分内容进行读取和写入的命令，以及一些能对字符串存储的数值执行自增或者自减操作的命令。第3章将对这些命令进行介绍，但是在此之前，我们还有许多基础知识需要了解，下面来看一下Redis的列表及其功能。1.2.2 Redis中的列表
Redis对链表（linked-list）结构的支持使得它在键值存储的世界中独树一帜。一个列表结构可以有序地存储多个字符串，和表示字符串时使用的方法一样，本节使用带有标签的方框来表示列表，并将列表包含的元素放在方框里面。图1-2展示了一个这样的示例。图1-2 list-key是一个包含3个元素的列表键，注意列表里面的元素是可以重复的
Redis列表可执行的操作和很多编程语言里面的列表操作非常相似：LPUSH命令和RPUSH命令分别用于将元素推入列表的左端（left end）和右端（right end）；LPOP命令和RPOP命令分别用于从列表的左端和右端弹出元素；LINDEX命令用于获取列表在给定位置上的一个元素；LRANGE命令用于获取列表在给定范围上的所有元素。代码清单1-2展示了一些列表命令的使用示例，表1-4简单介绍了示例中用到的各个命令。表1-4 列表命令命令行为RPUSH将给定值推入列表的右端LRANGE获取列表在给定范围上的所有值LINDEX获取列表在给定位置上的单个元素LPOP从列表的左端弹出一个值，并返回被弹出的值
代码清单1-2 RPUSH、LRANGE、LINDEX和LPOP的使用示例
即使Redis的列表只支持以上提到的几个命令，它也已经可以用来解决很多问题了，但Redis并没有就此止步——除了上面提到的命令之外，Redis列表还拥有从列表里面移除元素的命令、将元素插入列表中间的命令、将列表修剪至指定长度（相当于从列表的其中一端或者两端移除元素）的命令，以及其他一些命令。第3章将介绍许多列表命令，但是在此之前，让我们先来了解一下Redis的集合。1.2.3 Redis的集合
Redis 的集合和列表都可以存储多个字符串，它们之间的不同在于，列表可以存储多个相同的字符串，而集合则通过使用散列表来保证自己存储的每个字符串都是各不相同的（这些散列表只有键，但没有与键相关联的值）。本书表示集合的方法和表示列表的方法基本相同，图1-3展示了一个包含3个元素的示例集合。图1-3 set-key是一个包含3个元素的集合键
因为Redis的集合使用无序（unordered）方式存储元素，所以用户不能像使用列表那样，将元素推入集合的某一端，或者从集合的某一端弹出元素。不过用户可以使用SADD命令将元素添加到集合，或者使用SRAM命令从集合里面移除元素。另外还可以通过SISMEMBER命令快速地检查一个元素是否已经存在于集合中，或者使用SMEMBERS命令获取集合包含的所有元素（如果集合包含的元素非常多，那么SMEMBERS命令的执行速度可能会很慢，所以请谨慎地使用这个命令）。代码清单1-3展示了一些集合命令的使用示例，表1-5简单介绍了代码清单里面用到的各个命令。
代码清单1-3 SADD、SMEMBERS、SISMEMBER和SREM的使用示例表1-5 集合命令命令行为SADD将给定元素添加到集合SMEMBERS返回集合包含的所有元素SISMEMBER检查给定元素是否存在于集合中SREM如果给定的元素存在于集合中，那么移除这个元素
跟字符串和列表一样，集合除了基本的添加操作和移除操作之外，还支持很多其他操作，比如SINTER、SUNION、SDIFF这3个命令就可以分别执行常见的交集计算、并集计算和差集计算。第3章将对集合的相关命令进行更详细的介绍，另外第7章还会展示如何使用集合来解决多个问题。不过别心急，因为在Redis提供的5种数据结构中，还有两种我们尚未了解，让我们先来看看Redis的散列。1.2.4 Redis的散列
Redis的散列可以存储多个键值对之间的映射。和字符串一样，散列存储的值既可以是字符串又可以是数字值，并且用户同样可以对散列存储的数字值执行自增操作或者自减操作。图1-4展示了一个包含两个键值对的散列。图1-4 hash-key是一个包含两个键值对的散列键
散列在很多方面就像是一个微缩版的Redis，不少字符串命令都有相应的散列版本。代码清单1-4展示了怎样对散列执行插入元素、获取元素和移除元素等操作，表1-6简单介绍了代码清单里面用到的各个命令。
代码清单1-4 HSET、HGET、HGETALL和HDEL的使用示例表1-6 散列命令命令行为HSET在散列里面关联起给定的键值对HGET获取指定散列键的值HGETALL获取散列包含的所有键值对HDEL如果给定键存在于散列里面，那么移除这个键
熟悉文档数据库的读者可以将Redis的散列看作是文档数据库里面的文档，而熟悉关系数据库的读者则可以将Redis的散列看作是关系数据库里面的行，因为散列、文档和行这三者都允许用户同时访问或者修改一个或多个域（field）。最后，让我们来了解一下Redis的5种数据结构中的最后一种：有序集合。1.2.5 Redis的有序集合
有序集合和散列一样，都用于存储键值对：有序集合的键被称为成员（member），每个成员都是独一无二的；而有序集合的值则被称为分值（score），分值必须为浮点数。有序集合是Redis里面唯一一个既可以根据成员访问元素（这一点和散列一样），又可以根据分值以及分值的排列顺序来访问元素的结构。图1-5展示了一个包含两个元素的有序集合示例。图1-5 zset-key是一个包含两个元素的有序集合键
和Redis的其他结构一样，用户可以对有序集合执行添加、移除和获取等操作，代码清单1-5展示了这些操作的执行示例，表1-7简单介绍了代码清单里面用到的各个命令。
代码清单1-5 ZADD、ZRANGE、ZRANGEBYSCORE和ZREM的使用示例表1-7 有序集合命令命令行为ZADD将一个带有给定分值的成员添加到有序集合里面ZRANGE根据元素在有序排列中所处的位置，从有序集合里面获取多个元素ZRANGEBYS获取有序集合在给定分值范围内的所有元素COREZREM如果给定成员存在于有序集合，那么移除这个成员
现在读者应该已经知道有序集合是什么和它能干什么了，到目前为止，我们基本了解了Redis提供的5种结构。接下来的一节将展示如何通过结合散列的数据存储能力和有序集合内建的排序能力来解决一个常见的问题。1.3 你好Redis
在对Redis提供的5种结构有了基本的了解之后，现在是时候来学习一下怎样使用这些结构来解决实际问题了。最近几年，越来越多的网站开始提供对网页链接、文章或者问题进行投票的功能，其中包括图1-6展示的reddit以及图1-7展示的StackOverflow。这些网站会根据文章的发布时间和文章获得的投票数量计算出一个评分，然后按照这个评分来决定如何排序和展示文章。本节将展示如何使用Redis来构建一个简单的文章投票网站的后端。图1-6 Reddit是一个可以对文章进行投票的网站图1-7 StackOverflow是一个可以对问题进行投票的网站1.3.1 对文章进行投票
要构建一个文章投票网站，我们首先要做的就是为了这个网站设置一些数值和限制条件：如果一篇文章获得了至少200张支持票（up vote），那么网站就认为这篇文章是一篇有趣的文章；假如这个网站每天发布1000篇文章，而其中的50篇符合网站对有趣文章的要求，那么网站要做的就是把这50篇文章放到文章列表前100位至少一天；另外，这个网站暂时不提供投反对票（down vote）的功能。
为了产生一个能够随着时间流逝而不断减少的评分，程序需要根据文章的发布时间和当前时间来计算文章的评分，具体的计算方法为：将文章得到的支持票数量乘以一个常数，然后加上文章的发布时间，得出的结果就是文章的评分。
我们使用从UTC时区1970年1月1日到现在为止经过的秒数来计算文章的评分，这个值通常被称为Unix时间。之所以选择使用Unix时间，是因为在所有能够运行Redis的平台上面，使用编程语言获取这个值都是一件非常简单的事情。另外，计算评分时与支持票数量相乘的常量为432，这个常量是通过将一天的秒数（86 400）除以文章展示一天所需的支持票数量（200）得出的：文章每获得一张支持票，程序就需要将文章的评分增加432分。
构建文章投票网站除了需要计算文章评分之外，还需要使用Redis结构存储网站上的各种信息。对于网站里的每篇文章，程序都使用一个散列来存储文章的标题、指向文章的网址、发布文章的用户、文章的发布时间、文章得到的投票数量等信息，图1-8展示了一个使用散列来存储文章信息的例子。图1-8 一个使用散列存储文章信息的例子
使用冒号作为分隔符 本书使用冒号（:）来分隔名字的不同部分：比如图 1-8 里面的键名article:92617就使用了冒号来分隔单词article和文章的ID号92617，以此来构建命名空间（namespace）。使用:作为分隔符只是我的个人喜好，不过大部分Redis用户也都是这么做的，另外还有一些常见的分隔符，如句号（.）、斜线（/），有些人甚至还会使用管道符号（|）。无论使用哪个符号来做分隔符，都要保持分隔符的一致性。同时，请读者注意观察和学习本书使用冒号创建嵌套命名空间的方法。
我们的文章投票网站将使用两个有序集合来有序地存储文章：第一个有序集合的成员为文章 ID，分值为文章的发布时间；第二个有序集合的成员同样为文章 ID，而分值则为文章的评分。通过这两个有序集合，网站既可以根据文章发布的先后顺序来展示文章，又可以根据文章评分的高低来展示文章，图1-9展示了这两个有序集合的一个示例。图1-9 两个有序集合分别记录了根据发布时间排序的文章和根据评分排序的文章
为了防止用户对同一篇文章进行多次投票，网站需要为每篇文章记录一个已投票用户名单。为此，程序将为每篇文章创建一个集合，并使用这个集合来存储所有已投票用户的ID，图1-10展示了一个这样的集合示例。
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]