Redis远程字典服务器 —— string类型详解

一，string基本情况

二，string命令详解

[2.1 set命令选项](#2.1 set命令选项)

[2.2 setnx，setex](#2.2 setnx，setex)

[2.3 incr，incrby](#2.3 incr，incrby)

[2.4 decr，decrby](#2.4 decr，decrby)

[2.5 append拼接](#2.5 append拼接)

[2.6 getrange获取](#2.6 getrange获取)

[2.7 setrange修改](#2.7 setrange修改)

[2.8 strlen获取长度](#2.8 strlen获取长度)

[2.9 总结](#2.9 总结)

三，内部编码

四，string类型应用场景

[4.1 缓存（cache）](#4.1 缓存（cache）)

[4.2 计数（count）](#4.2 计数（count）)

[4.3 会话（session）](#4.3 会话（session）)

一，string基本情况

Redis中的字符串**，直接就是按照二进制数据方式存储的，不会做任何的编码转换**，存的是啥，取出来就是啥，这样就不仅仅能存文本数据了，整数，文本字符串，JSON,xml，甚至图片视频音频都可以存，但是很少存视频啥的，因为体积比较大
对于编码转换，我们在讲MySQL的时候，知道MySQL默认的字符集是拉丁文，插入中文就会失败，所以需要进行编码转换；但是Redis没有，所以Redis遇到乱码的概率更小
所以Redis对于string类型，限制了大小为512M，Redis单线程模型希望你进行的操作都能比较简单快速

二，string命令详解

2.1 set命令选项

前面说过，set命令后面还有一条很长的选项，现在就可以介绍下了：

方括号里面的EX，相当于在set创建键值对使设定过期时间 ，单位为秒，PX也是设置时间，单位是毫秒，中间的 " | " 表示 " 或 "，代表 EX 和 PX 只能同时存在一个：
后面方括号的NX和XX，其中NX表示如果key不存在就创建键值对 ，如果key存在就返回nil；XX是如果key存在就用新的value覆盖更新旧的value ，如果key不存在就返回nil，一样的，" | "表示" 或 "，NX和XX只能用一个
" FLUSHALL "，这个命令是清除当前Redis上所有的键值对 ，俗称"删库"，在学习阶段我们可以使用该命令快速清除旧的键值对，但是以后在公司里后，绝对绝对绝对不能使用该命令！

get命令查询value时，只支持查字符串类型的value，如果value是其它类型，再使用get会返回错误

mset和mget的时间复杂度是O(N)，N是你当前命令行给出的键值对的数量，所以可以认为是O(1)

2.2 setnx，setex

这两个命令就是上面几个set包括选项的简写，那么为什么会有简写呢？

之所以这样搞，就是为了让操作"更符合人的直觉"，（使用的门槛更低，要记得东西更少）

编程语言中，很多的关键词都是和自然语言相关的 ，后面我们去设置一些库，一些工具，写代码给别人用的时候，也尽量符合人们的直觉，不要设计得反直觉，俗称"反人类"

2.3 incr，incrby

这两个命令是对key的value做加法操作，其中incr是针对value + 1，incrby是针对value + n；所以这几个命令说是操作string，其实是在操作数字：

注意：

当value为其它类型 或者为小数或超过了64位，都会报错（64位相当于C++中的long long，Java中的long）

当incr一个不存在的key时，会创建该key，并将value设置为1

incrby的n可以为负数，简单来说就是 " +(-n) " ：

2.4 decr，decrby

decr 和 decrby 和上面的一样，只是变成了减法，其余规则和加法一样：

其实对于运算操作还有一个" incrbyfloat "，这个是针对浮点数的，而且这个没有decr版的，只能加上负数来实现减法，，然而以后我们很少使用浮点数去计数，所以这里了解一下就好啦~

上述的加法减法操作时间复杂度都是O(1) ，并且就算多个线程同时操作，也不会有线程安全问题

2.5 append拼接

append是我们的老朋友了，C++用过很多，表示字符串拼接 ，在Redis这里的话，如果key存在，就把新value拼接到旧的value后面，如果key不存在，相当于set创建键值对 （没法加选项）

然后是针对中文和编码的一些扩展：

我们将value设置为中文，会返回6，而Redis的返回值是字节 ，而前面也说过Redis不会对字符做任何的处理，由于XShell的默认字符串编码是utf8，所以一个汉字的长度通常是3字节：

然后我们用get命令后，会显示如下结果：

可以看到我们的"你好"两个字变成了一串代码，这其实是因为Redis在存储时只按照二进制的方式存的，不会做任何的编码处理 ，所以get的时候读取到的也只有二进制数，然后将二进制数按照16进制转换就变成了我们看到的样子

其实我们可以把打印的这串结果复制一下，去百度随便找一个编码转换器，其实可以看到使用utf8编码转换后，依旧是"你好" 两个字：

再进一步，如果我们想让Redis直接给我把"你好"打出来 ，该咋操作呢？可以在启动Redis客户端时，带上 " --raw "，使Redis客户端能够将二进制数据尝试翻译：

2.6 getrange获取

这个命令表示 " 获取字符串中指定范围的内容 "，start和end就是要获取的字符串的起始位置和终止位置，具体可以参考C++的substr字符串分割函数，或者Java的substring函数：

Redis中指定的区间是闭区间，在编程的大圈中，区间大多都是"前闭后开"，但是也有像Redis这样的"前闭后闭"特殊情况
正常下标都是从0开始的整数，但是Redis的下标是可以支持负数的，比如 -1 就是倒数第一个整数，下标为len - 1 的元素，这种允许下标为负数的机制和python一致
但是如果字符串保存的是汉字，进行这种子串切分就不是完整的汉字了，C++中同样有该问题，但是Java不会，因为Java中字符串的基本单位是字符，C++中字符串的基本单位是字节
Java中的String 类会帮我们把汉字的编码转换都处理好，而C++对于汉字的处理就没那么完善，需要我们手动处理（推测原因可能是C++发展得比较早，对于中文没有较好的适配）

2.7 setrange修改

这个命令的作用就是"修改字符串具体位置的值"，命令选项中的" offset "也是我们的老朋友了，就叫做" 偏移量 "，表示从第几个字节开始进行替换，后面的value就是要进行替换的新内容：

注意：

修改后的value，会覆盖旧的，如果新的value比旧的长，会延长旧的
如果当前value是中文字符串，再用setrange，会搞出问题的，会被解析成乱码
当key不存在时，也会创建键值对，当offset为n时，会在最前面的位置凭空生成n字节，每个字节的内容是0x00，然后新value就会追加到后面（如果启动Redis时带了--raw选项，就不会显示 " \x00 "了）：

2.8 strlen获取长度

这个很简单，就算获取value的长度，和上面部分命令的返回值的数一样，这里就不演示了哈，不过还是有几个地方需要注意：

获取到的单位长度是字节，C++中字符串的长度就是以字节为单位，Java中字符串的长度以字符为单位，（Java中一个char == 2个字节，并且Java的char基于unicode这样的编码方式，就能表示中文等符号）
MySQL我们学过varchar(N)，N的单位就是字符，MySQL中的字符，也是完整的汉字，这样的一个字符，可能是多个字节
utf8和Unicode是两种编码方式，Java中的char是unicode，是2字节，但是Java的String，用的是utf8，是3个字节，Java的标准库内部，在进行上述操作过程中，程序猿一般是感知不到编码方式的变换的
所以C++一个汉字3个字节，Java是2字节

2.9 总结

命令	执行效果	时间复杂度
incr key	指定的 key 的值 +1	O(1)
decr key	指定的 key 的值 -1	O(1)
incrby key n	指定的 key 的值 +n	O(1)
decrby key n	指定的 key 的值 -n	O(1)
incrbyfloat key n	指定的 key 的值 +n	O(1)
append key value	指定的 key 的值追加 value	O(1)
strlen key	获取指定 key 的值的⻓度	O(1)
setrange key offset value	覆盖指定 key 的从 offset 开始的部分值	O(n)，n 是字符串⻓度, 通常视为 O(1
getrange key start end	获取指定 key 的从 start 到 end 的部分值	O(n)，n 是字符串⻓度, 通常视为 O(1

三，内部编码

字符串类型的内部编码主要有3种：

int：8个字节的长整型
embstr： <=39 字节的字符串（压缩字符串，适用于比较短的字符串）
raw：>39 字节的字符串（普通字符串，适用于更长的字符串，只是单纯的持有字节数组）
Redis会根据当前值的类型和长度动态决定使用哪种内部编码实现

39这个数字，不是绝对的，一切还是要以具体业务为准，比如我们也可以将100个字节长度的value也用embstr来实现，但是有要求：

先看Redis是否提供了对应的配置项，可以修改39这个数字
如果没有提供配置项，我们就需要对Redis的源码进行魔改

很多大厂，都是自己造轮子，不用业界成熟的，因为开源的软件，往往考虑的是通用性，但是大厂往往会遇到一些刁钻的业务场景，所以需要针对很多的开源软件进行定制化

四，string类型应用场景

4.1 缓存（cache）

整体的思路是，应用服务器访问数据库的时候，先查绚Redis ，如果有，直接返回，如果没有就去MySQL去找 ，然后把该数据写进Redis再返回。Redis这样的缓存，经常用来存放热点数据（一个数据被用到了，那么有很高的概率会被重复用到，假设）
问题：随着时间的推移，Redis里面的数据肯定是越来越多的 --> 所以我们可以设置过期时间，配合淘汰策略，清理过期的key，以后再详细介绍

4.2 计数（count）

计数功能最直白的例子就是：视频网站的视频播放次数

企业为啥老喜欢手机用户数据？ --> 为了统计，进一步明确用户的需求 --> 根据需求进一步改进和迭代产品

Redis并不擅长数据统计，比如我要知道播放量前100的视频，Redis搞就很麻烦，但是用MySQL的话，一个sql语句就搞定了

Redis写入MySQL的步骤：异步，将播放量同步到其它数据源（异步的，不是来一个播放就立马写数据，因为那样做的话效率太低）

4.3 会话（session）

这个我们之前已经讲到过：Redis远程字典服务器（0）------分布式系统-CSDN博客

举个场景：

我去看病，医生给我做了检查开了一些药，然后让我"一周后"来复查

一周后我来了，但是医生换了一个，上一周的那个医生没上班，所以这个医生可能不了解我的情况

所以，这个医生就拿着我的医保卡一刷，在他的电脑上就出现了我之前的病例

针对上面的场景：

我是病人，相当于一个客户端，医生相当于服务器给我提供服务，由于病人可能会多次访问服务器，服务器就需要很好的了解病人的情况
而医生有多个，服务器也有多个，是会通过负载均衡来提供服务的，所以病人两次来看病可能是不同的医生
所以需要用一台服务器来单独存储病人的情况，叫做session服务器，在"分布式系统"博客已经讲过
这个记录病人的病例，诊断结果，治疗情况等，就是所谓的会话，是客户端和服务器在交互过程中产生的一些中间状态的数据；而且由于这些数据具有临时性，所以也可以用Redis来存