Python讀寫Redis緩存數(shù)據(jù)庫的入門指南
引言
很多學習 Python 的小伙伴，在學完文件讀寫、SQLite、MySQL 之后，都會接觸到一個新的數(shù)據(jù)庫：Redis。
Redis 和傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫不太一樣。MySQL、SQLite 更擅長長期保存結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，而 Redis 更常用于緩存、計數(shù)器、排行榜、驗證碼、分布式鎖、消息隊列等高性能場景。
這篇文章會先簡單介紹 Redis 是什么，然后通過 Python 代碼演示如何連接 Redis，并完成常見的讀寫操作。
一、Redis 是什么
Redis 全稱是 Remote Dictionary Server，可以理解為一個高性能的內(nèi)存型 Key-Value 數(shù)據(jù)庫。
它的核心特點是：
- 數(shù)據(jù)主要存放在內(nèi)存中，讀寫速度非?？?/li>
- 使用 Key-Value 形式保存數(shù)據(jù)
- 支持豐富的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不只是簡單字符串
- 支持設(shè)置過期時間，適合做緩存
- 支持持久化，可以把內(nèi)存數(shù)據(jù)保存到磁盤
- 常用于緩存、計數(shù)、排行榜、會話、限流等場景
我們可以把 Redis 想象成一個超快的字典：
cache = {
"user:1:name": "Alice",
"article:100:view_count": 358,
"login:code:13800138000": "829316"
}
只不過這個字典不是保存在 Python 程序里，而是保存在 Redis 服務中。多個程序、多個接口、多個服務器都可以一起訪問它。
二、Redis 和 MySQL、SQLite 有什么區(qū)別
簡單對比一下：
| 對比項 | Redis | MySQL / SQLite |
|---|---|---|
| 存儲方式 | 主要在內(nèi)存中 | 主要在磁盤中 |
| 數(shù)據(jù)模型 | Key-Value 和多種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) | 表、行、列 |
| 讀寫速度 | 非?？?/td> | 相對較慢 |
| 常見用途 | 緩存、計數(shù)、排行榜、驗證碼 | 業(yè)務數(shù)據(jù)持久化 |
| 查詢方式 | 通過 key 訪問 | SQL 查詢 |
| 是否適合復雜查詢 | 不適合 | 適合 |
所以 Redis 通常不是用來完全替代 MySQL 或 SQLite 的，而是和它們配合使用。
例如：
- 用戶資料保存在 MySQL 中
- 熱門用戶資料緩存到 Redis 中
- 下次查詢時先查 Redis
- Redis 沒有命中，再查 MySQL
- 查到后再寫回 Redis
這個模式通常叫緩存旁路，也叫 Cache Aside。
三、準備 Redis 環(huán)境
如果你本機已經(jīng)安裝 Redis，可以直接啟動 Redis 服務。
如果沒有安裝，也可以使用 Docker 快速啟動：
docker run --name redis-demo -p 6379:6379 -d redis
測試 Redis 是否可用：
redis-cli ping
如果返回：
PONG
說明 Redis 服務已經(jīng)啟動成功。
四、安裝 Python Redis 客戶端
Python 操作 Redis 常用的庫是 redis。
安裝命令：
pip install redis
安裝完成后，可以在 Python 中導入：
import redis
五、連接 Redis
新建一個文件 redis_demo.py：
import redis
r = redis.Redis(
host="localhost",
port=6379,
db=0,
decode_responses=True
)
print(r.ping())
運行：
python redis_demo.py
如果輸出：
True
說明 Python 已經(jīng)成功連接到 Redis。
這里的幾個參數(shù)含義如下：
| 參數(shù) | 說明 |
|---|---|
| host | Redis 服務器地址 |
| port | Redis 端口，默認 6379 |
| db | Redis 數(shù)據(jù)庫編號，默認 0 |
| decode_responses | 是否把返回值自動解碼成字符串 |
如果不設(shè)置 decode_responses=True，Redis 返回的字符串可能是字節(jié)類型：
b'Alice'
對初學者來說，建議先加上 decode_responses=True，這樣輸出更直觀。
六、字符串 String：最基礎(chǔ)的緩存讀寫
Redis 最簡單的數(shù)據(jù)類型是 String。
可以用它保存用戶名、驗證碼、Token、簡單配置、緩存結(jié)果等。
import redis
r = redis.Redis(host="localhost", port=6379, db=0, decode_responses=True)
# 寫入字符串
r.set("user:1:name", "Alice")
# 讀取字符串
name = r.get("user:1:name")
print(name)
輸出：
Alice
設(shè)置過期時間
緩存通常不應該永久存在，所以 Redis 支持給 key 設(shè)置過期時間。
例如保存短信驗證碼，60 秒后自動刪除：
r.set("login:code:13800138000", "829316", ex=60)
code = r.get("login:code:13800138000")
print(code)
其中 ex=60 表示 60 秒后過期。
也可以先寫入，再單獨設(shè)置過期時間：
r.set("temp:data", "hello")
r.expire("temp:data", 30)
查看剩余過期時間：
ttl = r.ttl("temp:data")
print(ttl)
七、數(shù)字自增：計數(shù)器案例
Redis 很適合做計數(shù)器，例如文章閱讀量、點贊數(shù)、接口訪問次數(shù)。
article_key = "article:100:view_count" r.set(article_key, 0) r.incr(article_key) r.incr(article_key) r.incr(article_key) count = r.get(article_key) print(count)
輸出：
3
也可以一次增加指定數(shù)量：
r.incrby(article_key, 10) print(r.get(article_key))
對應減少：
r.decr(article_key) r.decrby(article_key, 5)
計數(shù)器是 Redis 非常常見的使用場景，因為這類操作簡單、高頻，而且對速度要求高。
八、Hash：保存對象信息
如果要保存一個用戶對象，用多個 String 也可以：
user:1:name user:1:age user:1:city
但更推薦使用 Hash：
r.hset("user:1", mapping={
"name": "Alice",
"age": 20,
"city": "Shanghai"
})
name = r.hget("user:1", "name")
print(name)
user = r.hgetall("user:1")
print(user)
輸出：
Alice
{'name': 'Alice', 'age': '20', 'city': 'Shanghai'}
修改 Hash 中的某個字段：
r.hset("user:1", "city", "Beijing")
刪除某個字段：
r.hdel("user:1", "age")
判斷字段是否存在：
exists = r.hexists("user:1", "name")
print(exists)
Hash 非常適合保存用戶資料、商品摘要、文章基礎(chǔ)信息等對象型數(shù)據(jù)。
九、List：保存列表數(shù)據(jù)
Redis 的 List 可以理解為一個有序列表。
常見用途：
- 最新消息列表
- 簡單隊列
- 最近瀏覽記錄
- 日志緩沖
示例：
key = "user:1:recent_articles" r.delete(key) r.lpush(key, "article:100") r.lpush(key, "article:101") r.lpush(key, "article:102") articles = r.lrange(key, 0, -1) print(articles)
輸出：
['article:102', 'article:101', 'article:100']
lpush 是從左側(cè)插入，所以最后插入的元素排在最前面。
如果想從右側(cè)插入，可以使用：
r.rpush(key, "article:103")
從列表中彈出一個元素：
item = r.lpop(key) print(item)
限制列表長度，只保留最近 3 條：
r.ltrim(key, 0, 2)
這個操作很適合做“最近瀏覽記錄”。
十、Set：保存不重復集合
Set 是無序且不重復的集合。
常見用途：
- 用戶標簽
- 點贊用戶集合
- 已簽到用戶集合
- 去重統(tǒng)計
示例：記錄給文章點贊的用戶。
key = "article:100:liked_users" r.delete(key) r.sadd(key, "user:1") r.sadd(key, "user:2") r.sadd(key, "user:1") users = r.smembers(key) print(users) is_liked = r.sismember(key, "user:1") print(is_liked)
輸出：
{'user:1', 'user:2'}
True
雖然添加了兩次 user:1，但 Set 會自動去重。
統(tǒng)計集合元素數(shù)量：
count = r.scard(key) print(count)
取消點贊：
r.srem(key, "user:1")
十一、Sorted Set：排行榜案例
Sorted Set 是有序集合，每個元素都有一個分數(shù)。
它非常適合做排行榜。
例如游戲積分排行榜：
key = "game:rank"
r.delete(key)
r.zadd(key, {
"Alice": 1500,
"Bob": 1800,
"Cindy": 1700,
"David": 1200
})
top3 = r.zrevrange(key, 0, 2, withscores=True)
print(top3)
輸出：
[('Bob', 1800.0), ('Cindy', 1700.0), ('Alice', 1500.0)]
給用戶增加積分：
r.zincrby(key, 200, "Alice")
查詢 Alice 的排名：
rank = r.zrevrank(key, "Alice") print(rank)
注意：Redis 的排名從 0 開始。如果返回 0，表示第一名。
十二、保存 JSON 數(shù)據(jù)
有時我們希望把一個 Python 字典直接緩存起來。
可以使用 json.dumps() 轉(zhuǎn)成字符串保存，讀取時再用 json.loads() 轉(zhuǎn)回來。
import json
import redis
r = redis.Redis(host="localhost", port=6379, db=0, decode_responses=True)
user = {
"id": 1,
"name": "Alice",
"age": 20,
"roles": ["admin", "editor"]
}
r.set("cache:user:1", json.dumps(user, ensure_ascii=False), ex=300)
cached_text = r.get("cache:user:1")
cached_user = json.loads(cached_text)
print(cached_user["name"])
print(cached_user["roles"])
這種方式很適合緩存接口返回結(jié)果。
不過要注意：Redis 本身保存的是字符串。如果你要頻繁修改對象中的某個字段，Hash 可能比 JSON 字符串更方便。
十三、完整案例：使用 Redis 緩存用戶資料
下面做一個更貼近實際項目的案例。
假設(shè)我們有一個“慢查詢函數(shù)”，它模擬從數(shù)據(jù)庫查詢用戶資料。為了提高速度，我們先查 Redis；如果 Redis 中沒有，再查數(shù)據(jù)庫，并把結(jié)果寫入 Redis。
import json
import time
import redis
r = redis.Redis(host="localhost", port=6379, db=0, decode_responses=True)
def query_user_from_database(user_id):
"""模擬數(shù)據(jù)庫查詢。"""
print("正在查詢數(shù)據(jù)庫...")
time.sleep(2)
fake_database = {
1: {"id": 1, "name": "Alice", "age": 20},
2: {"id": 2, "name": "Bob", "age": 22},
3: {"id": 3, "name": "Cindy", "age": 19},
}
return fake_database.get(user_id)
def get_user(user_id):
"""優(yōu)先從 Redis 緩存讀取用戶資料。"""
cache_key = f"cache:user:{user_id}"
cached_user = r.get(cache_key)
if cached_user:
print("命中 Redis 緩存")
return json.loads(cached_user)
user = query_user_from_database(user_id)
if user is None:
return None
r.set(cache_key, json.dumps(user, ensure_ascii=False), ex=60)
print("已寫入 Redis 緩存")
return user
if __name__ == "__main__":
print(get_user(1))
print(get_user(1))
第一次運行時，輸出類似：
正在查詢數(shù)據(jù)庫...
已寫入 Redis 緩存
{'id': 1, 'name': 'Alice', 'age': 20}
命中 Redis 緩存
{'id': 1, 'name': 'Alice', 'age': 20}
第一次查詢 Redis 沒有數(shù)據(jù)，所以會訪問“數(shù)據(jù)庫”，并等待 2 秒。
第二次查詢時，Redis 中已經(jīng)有緩存，所以直接返回，速度明顯更快。
這就是 Redis 最典型的緩存使用方式。
十四、封裝一個簡單的 Redis 工具類
在項目中，我們通常不會把 Redis 操作散落在各個地方?？梢韵确庋b一個簡單工具類：
import json
import redis
class RedisCache:
def __init__(self, host="localhost", port=6379, db=0):
self.client = redis.Redis(
host=host,
port=port,
db=db,
decode_responses=True
)
def set_json(self, key, value, expire_seconds=300):
text = json.dumps(value, ensure_ascii=False)
self.client.set(key, text, ex=expire_seconds)
def get_json(self, key):
text = self.client.get(key)
if text is None:
return None
return json.loads(text)
def delete(self, key):
return self.client.delete(key)
def exists(self, key):
return self.client.exists(key) == 1
cache = RedisCache()
cache.set_json("user:1", {"id": 1, "name": "Alice"}, expire_seconds=60)
user = cache.get_json("user:1")
print(user)
print(cache.exists("user:1"))
cache.delete("user:1")
這樣后續(xù)業(yè)務代碼會更清晰。
十五、連接池：更適合項目使用
在 Web 項目中，不建議每次請求都重新創(chuàng)建 Redis 連接。
可以使用連接池：
import redis
pool = redis.ConnectionPool(
host="localhost",
port=6379,
db=0,
decode_responses=True,
max_connections=20
)
r = redis.Redis(connection_pool=pool)
r.set("site:name", "Python Redis Demo")
print(r.get("site:name"))
連接池可以復用連接，減少頻繁創(chuàng)建連接帶來的開銷。
如果你以后使用 Flask、FastAPI、Django，也可以在應用啟動時創(chuàng)建 Redis 客戶端，然后在接口中復用它。
十六、刪除 key 和清理數(shù)據(jù)庫
刪除一個 key：
r.delete("user:1")
判斷 key 是否存在：
exists = r.exists("user:1")
print(exists)
查看匹配的 key：
keys = r.keys("user:*")
print(keys)
清空當前數(shù)據(jù)庫：
r.flushdb()
清空所有數(shù)據(jù)庫：
r.flushall()
注意：flushdb() 和 flushall() 都是危險操作，真實項目中不要隨便執(zhí)行。
十七、初學者常見問題
1. 連接失敗
常見錯誤：
redis.exceptions.ConnectionError
可能原因：
- Redis 服務沒有啟動
- host 或 port 寫錯了
- Docker 容器沒有映射 6379 端口
- Redis 設(shè)置了密碼，但代碼中沒有配置
如果 Redis 設(shè)置了密碼，需要這樣連接：
r = redis.Redis(
host="localhost",
port=6379,
password="your_password",
decode_responses=True
)
2. 讀取結(jié)果是字節(jié)類型
如果看到：
b'Alice'
可以在連接時加上：
decode_responses=True
3. JSON 讀取報錯
如果執(zhí)行：
json.loads(text)
報錯，通常說明 Redis 中保存的內(nèi)容不是合法 JSON 字符串。
建議保存和讀取都封裝成統(tǒng)一方法，避免同一個 key 有時存普通字符串，有時存 JSON。
4. 緩存數(shù)據(jù)不是最新的
緩存會帶來一個新問題：數(shù)據(jù)庫更新了，但 Redis 里還是舊數(shù)據(jù)。
常見處理方式：
- 更新數(shù)據(jù)庫后刪除緩存
- 設(shè)置較短的過期時間
- 對一致性要求很高的數(shù)據(jù)，不要隨便緩存
例如：
def update_user_name(user_id, new_name):
update_database_user_name(user_id, new_name)
r.delete(f"cache:user:{user_id}")
這樣下次查詢時會重新從數(shù)據(jù)庫讀取最新數(shù)據(jù)，再寫入 Redis。
十八、Redis key 命名建議
Redis 的 key 最好有清晰的命名規(guī)則。
推薦格式：
業(yè)務名:對象名:對象ID:字段名
例如：
user:1:profile user:1:recent_articles article:100:view_count article:100:liked_users login:code:13800138000 game:rank
好的 key 命名可以讓排查問題更容易。
不推薦隨意命名：
a test data1 abc
項目變大后，這類 key 很難維護。
十九、什么時候適合使用 Redis
適合使用 Redis 的場景：
- 高頻讀取的數(shù)據(jù)
- 可以設(shè)置過期時間的數(shù)據(jù)
- 允許短時間不一致的數(shù)據(jù)
- 計數(shù)器、排行榜、點贊集合
- 驗證碼、Token、Session
- 接口限流、簡單隊列
不適合使用 Redis 的場景：
- 復雜 SQL 查詢
- 強事務業(yè)務
- 長期保存的核心數(shù)據(jù)
- 需要大量關(guān)聯(lián)查詢的數(shù)據(jù)
一句話總結(jié)：核心業(yè)務數(shù)據(jù)放 MySQL、PostgreSQL、SQLite 等數(shù)據(jù)庫中，Redis 更適合放熱點數(shù)據(jù)和臨時數(shù)據(jù)。
二十、完整練習代碼
最后給出一個可以直接運行的綜合練習：
import json
import redis
def main():
r = redis.Redis(host="localhost", port=6379, db=0, decode_responses=True)
print("連接狀態(tài)：", r.ping())
print("\n=== String 示例 ===")
r.set("app:name", "Redis Python Demo", ex=300)
print(r.get("app:name"))
print("\n=== Counter 示例 ===")
r.delete("article:1:view_count")
for _ in range(5):
r.incr("article:1:view_count")
print(r.get("article:1:view_count"))
print("\n=== Hash 示例 ===")
r.hset("user:1", mapping={"name": "Alice", "age": 20, "city": "Shanghai"})
print(r.hgetall("user:1"))
print("\n=== List 示例 ===")
r.delete("user:1:recent")
r.lpush("user:1:recent", "article:100", "article:101", "article:102")
print(r.lrange("user:1:recent", 0, -1))
print("\n=== Set 示例 ===")
r.delete("article:1:likes")
r.sadd("article:1:likes", "user:1", "user:2", "user:1")
print(r.smembers("article:1:likes"))
print("\n=== Sorted Set 示例 ===")
r.delete("rank:score")
r.zadd("rank:score", {"Alice": 98, "Bob": 86, "Cindy": 95})
print(r.zrevrange("rank:score", 0, -1, withscores=True))
print("\n=== JSON 緩存示例 ===")
user = {"id": 1, "name": "Alice", "skills": ["Python", "Redis"]}
r.set("cache:user:1", json.dumps(user, ensure_ascii=False), ex=60)
cached_user = json.loads(r.get("cache:user:1"))
print(cached_user)
if __name__ == "__main__":
main()
運行前確保：
- Redis 服務已經(jīng)啟動
- 已安裝 Python 依賴：
pip install redis - 代碼中的 host、port、password 配置正確
總結(jié)
Python 操作 Redis 的核心流程并不復雜：
安裝 redis 庫 -> 連接 Redis -> 選擇數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) -> 寫入數(shù)據(jù) -> 讀取數(shù)據(jù) -> 設(shè)置過期時間
常用方法可以簡單記?。?/p>
| 方法 | 作用 |
|---|---|
set() / get() | 讀寫字符串 |
incr() / decr() | 計數(shù)器 |
hset() / hgetall() | 操作 Hash |
lpush() / lrange() | 操作 List |
sadd() / smembers() | 操作 Set |
zadd() / zrevrange() | 操作排行榜 |
expire() / ttl() | 設(shè)置和查看過期時間 |
delete() | 刪除 key |
對 Python 初學者來說，學習 Redis 的重點不是一開始就背所有命令，而是先理解它適合解決什么問題。
如果你能掌握緩存用戶資料、驗證碼、計數(shù)器、排行榜這幾個案例，就已經(jīng)可以在很多真實項目中使用 Redis 了。
以上就是Python讀寫Redis緩存數(shù)據(jù)庫的入門指南的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Python讀寫Redis緩存數(shù)據(jù)庫的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！
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