Redis: начало работы и основные команды

Redis — одна из самых популярных современных СУБД (систем управления базами данных). В статье расскажем о том, как пользоваться Redis. Вы узнаете про главные особенности этой системы, типы данных, команды, а также поговорим о преимуществах кэширования данных при помощи этой СУБД.

Знакомимся с Redis 

Redis относится к нереляционным СУБД, то есть она работает не только с табличными значениями, но и с другими типами данных: например, со строками и списками, хешами, множествами. Работа с данными реализована по принципу «ключ-значение» (key-value). В «Редисе» нет языка SQL, зато можно использовать lua-скрипты. А еще эта СУБД отличается повышенной производительностью за счет того, что данные хранятся прямо в оперативной памяти сервера (in-memory), что позволяет выполнять большее количество операций.

Особенности применения Redis

СУБД Redis предназначена главным образом для выполнения следующих задач (но не ограничивается ими):

• Хранение сессий пользователей, в том числе фрагментов страниц сайтов и ряда других элементов (например, содержимого корзины интернет-магазина, так что когда вы возвращаетесь на сайт и видите, что товары в корзине остались, часто это реализовано при помощи Redis).
• Хранение таких типов данных, как сообщения на стене пользователей в соцсетях, голосования, результаты в табличном виде и т. д.
• Создание новостных лент, групповых чатов, блогов.
• Кэширование данных, позволяющее существенно снижать нагрузки на СУБД реляционного типа, если она используется параллельно.
• Хранение данных, к которым требуется предоставлять быстрый доступ. Это аналитическая, коммерческая и другая важная информация. Так, при помощи Redis нередко реализуют передачу данных с различных датчиков, которые снимают и передают показания промышленного оборудования и другой техники в режиме реального времени.

Начало работы с Redis

Чтобы запустить Redis, сначала его нужно скачать. Свежая версия СУБД доступна на официальной странице. По умолчанию «Редис» поддерживает только Ubuntu и MacOS, однако запуск в Windows также возможен, и это можно сделать по-разному. Например, при помощи Docker, а еще через менеджер пакетов Chocolatey (после установки Chocolatey нужная версия Redis без проблем находится через поиск этого менеджера пакетов).

Сам Redis запускается при помощи инструкции redis-server, а корректность установки проверяется инструкцией redis-cli. 

Такой забавный ответ свидетельствует о том, что СУБД установлена правильно:

Основы Redis: типы данных и команды

В этой части рассмотрим основные типы данных, а в процессе изучим ряд команд. Инструкций в этой СУБД довольно много, поэтому познакомимся с наиболее важными, но сначала поговорим о «кирпичиках», составляющих основу всей системы. Это ключи.

Ключи

Ключи в Redis являются уникальными идентификаторами значений, которые связаны с ними. Значения могут быть различными: целочисленными, строковыми и даже объектами, содержащими другие вложенные значения. Ключи же используются в качестве указателей, обозначающих место хранения данных. Здесь уместно провести аналогию со шкафчиками в магазине, куда покупатели временно складывают вещи. Значение — то, что лежит в этом шкафчике, а доступ к нему осуществляется по ключу с номером.

Строки

Переходим к типам данных. Строка (string) является базовым типом данных, который содержит в себе все остальные данные. Строки в «Редис» по своим функциям аналогичны строкам в языках программирования. Максимально допустимый размер строки в Redis — 512 МБ.

Списки

Список (list) представляет собой последовательности значений, которые располагаются в списке в порядке создания. Чтобы создать список, познакомимся с некоторыми командами. LPUSH добавляет элемент, а LRANGE используется для вывода списка слева. Вводим инструкции с указанием элементов списка:

И получаем следующий вывод:

Хеши

Суть хешей (hash) или хеш-таблиц будет сразу понятна тем, кто программировал на Python или JavaScript. В Python очень похожими на хеши являются словари, а в JavaScript — объекты. Чтобы записать значение в хеш, в Redis есть команда HSET, а для чтения используется HGET. Пример:

Если же нужно получить все значения, применяем инструкцию HGETALL:

Множества

Под множеством (set) в «Редис» понимают неупорядоченную коллекцию уникальных элементов. Чтобы добавить туда очередной элемент, введем команду SADD:

Теперь, чтобы получить все элементы, нужно ввести инструкцию SMEMBERS:

Также существуют и другие инструкции для работы с множествами. Например, SUNION позволяет объединять их.

Упорядоченные множества

Чтобы добавить элемент в упорядоченное множество (sorted set), используют команду ZADD:

Теперь с помощью инструкции ZRANGE получаем срез:

Другие команды Redis

Следующие команды также будут полезны начинающим для работы с ключами:

• Команда HKEYS выводит все ключи, записанные в хеш. Давайте сначала запишем значения в хеш, а затем выведем ключи:

• А если нам нужно вывести все значения, поможет команда HVALS:

• Команда EXISTS служит для проверки существования ключа. Если он существует, выводится 1, если нет, то 0. Например:

• Для переименования ключа используется команда RENAME. Сначала указывается ключ для переименования и сразу же вводится новое имя:

• А для удаления ключа (вместе со значением) используется команда DEL:

Кэширование в Redis

Одной из задач, которые решает Redis, является эффективное кэширование данных. В этом случае он часто работает вместе с реляционными СУБД, например, PostgreSQL. Кэширование позволяет быстро загружать небольшие объекты, которые часто обновляются, и при этом минимизирует риск потерь информации. Redis служит буферной СУБД и, в ответ на запрос пользователя, выполняет проверку по ключу, не затрагивая основную БД. Это в разы снижает нагрузку на ресурсы с высокой посещаемостью (от нескольких тысяч пользователей в час).

Чтобы организовать кэширование, нужно подключить соответствующие библиотеки, и вы можете использовать для этого различные языки программирования. Например, в Python это делается через функцию импорта:

Затем настраивается соединение с базой данных SQL:

А далее у СУБД запрашивается наличие ключа:

После этого можно переходить к прописыванию ключей для вашей БД.

Каналы событий в Redis

При помощи каналов событий реализуется механизм подписок, когда публикуемые сообщения могут читать подписавшиеся на канал клиенты. Технически это напоминает обычный чат, который может оказаться полезным группе разработчиков. Однако при этом нет гарантии, что сообщения, отправленные по такому каналу, будут прочитаны. Подписка на канал оформляется по инструкции SUBSCRIBE, после которой указывается название канала, например:

Сообщения публикуются с использованием команды PUBLISH:

Вернувшееся значение (2) — это число подписчиков, которые получили сообщение.

Заключение

Итак, мы познакомились с тем, как работает Redis, изучили основные команды и научились работать с несколькими типами данных, а также узнали о некоторых специальных возможностях (организация кэширования и каналы событий). Для более глубокого изучения возможностей этой СУБД рекомендуем прежде всего ознакомиться с официальной документацией. Также в сети можно найти книги и бесплатные руководства, в которых описываются продвинутые методы работы с «Редис».