5.Redis-string

string 字符串

字符串类型是 Redis 最基础的数据类型，关于字符串需要特别注意：
1.⾸先Redis中所有 key 的类型都是字符串类型，⽽且其他⼏种数据结构也都是在字符串类似基础上构建的，例如 list 和 set 的元素类型是字符串类型。
2.其次，字符串类型包含⼀般格式的字符串或者类似JSON、XML格式的字符串；数字，可以是整型或者浮点型；甚⾄是⼆进制流数据，例如图片、音频、视频等。不过⼀个字符串的最大值不能超过512MB,一般不建议存储较大的图片、音频、视频等。
由于 Redis 内部存储字符串完全是按照⼆进制流的形式保存的，所以 Redis 是不处理字符集编码问题的，客⼾端传⼊的命令中使⽤的是什么字符集编码，就存储什么字符集编码。

一、string常用命令

set

将 string 类型的 value 设置到 key 中。如果 key 之前存在，则覆盖，⽆论原来的数据类型是什么。之 前关于此key的 TTL 也全部失效。
语法：

SET key value [expiration EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX]

选项：
SET 命令⽀持多种选项来影响它的⾏为：

• EX seconds 使⽤秒作为单位设置 key 的过期时间。
• PX milliseconds 使⽤毫秒作为单位设置 key 的过期时间。
• NX 只在 key 不存在时才进⾏设置，即如果 key 之前已经存在，设置不执⾏。
• XX 只在 key 存在时才进⾏设置，即如果key 之前不存在，设置不执⾏。

下图是使用的具体示例：

set key1 123 EX 10 
等价于下面这两行
set key1 123
expire key1 10

其中NX选项相当于是元素不存在进行插入操作，XX选项是要元素存在，但是需要修改元素的值。

返回值：
1.如果设置成功，返回OK。
2.如果由于SET指定了NX或者XX但条件不满⾜，SET不会执⾏，并返回(nil)。

get

获取 key 对应的 value。如果 key 不存在，返回 nil。如果 value 的数据类型不是 string，会报错。
语法：

GET key

对于get来说只是支持字符串类型的value，如果value是其他类型，使用get获取就会出错。

当前的key3是list，用get来获取会出错，具体如下图所示：

mset/mget

mget作用：⼀次性获取多个 key 的值。如果对应的 key 不存在或者对应的数据类型不是 string，返回 nil。
语法：
MGET key [key ...]
mset作用：⼀次性设置多个 key 的值。
语法：
MSET key value [key value ...]

当有需求要一次性要set或者get多个key时，mget或者mset消耗的资源会更少。
其中具体示例如下：

其中这里使用了一个删库命令，在公司生产环境上不要去使用，这里使用是自己的服务器用来学习所以使用它没关系。
其中 flushall 命令是用来清除 redis 上所有的数据，此操作相当于 => mysql 里的 drop database，即清除 redis 上所有的键值对都清空。

其中多次 get vs 单次 mget 流程如下：

⽤ mget / mset 由于可以有效地减少了⽹络时间，所以性能相较更⾼。假设⽹络耗 时 1 毫秒，命令执⾏时间耗时 0.1毫秒，则执行时间如下表所示：

操作	时间
1000次 get	1000 * 1 + 1000 * 0.1 = 1100毫秒
1次 mget 1000个键	1 * 1 + 1000 * 0.1 = 101毫秒

setnx

作用：设置key value但只允许在key之前不存在的情况下。
语法：SETNX key value
返回值：1表⽰设置成功。0表⽰没有设置。

incr/incrby

incr / incrby作用：
incr将key对应的string表⽰的数字加⼀，而incrby将key对应的string表⽰的数字加 n。如果key不存在，则视为key对应的value是0。如果key对应的string不是⼀个整型或者范围超过了64位有符号整型，则报错。

返回值：int 类型的加完后的数值。

其中此时key对应的 value 必须得是整数~~

下面以incr为例：

当value不是整数或者value超出范围时会出错

注意：
当incr / incrby操作的key不存在时，就会把这个key的value当做0来使用

decr/decrby

decr / decrby作用：将 key 对应的 string 表⽰的数字减⼀，而decrby将key对应的string表⽰的数字减 n。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对 应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错。

返回值：int 类型的减完后的数值。

decr / decrby规则与incr / incrby是一致的，都必须为整数。

decr/decrby与incr/incrby一样

1. 当操作的key不存在时，就会把这个key的value当做0来使用

2. 当value不是整数或者value超出范围时会出错

incrbyfloat

将 key 对应的 string 表⽰的加上对应的值，且是用双精度浮点数计算的。

1.如果对应的值是负数，则视为减去对应的值。
2.如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。
3.如果 key 对应的不是 string，或者不是⼀个浮点数，则报 错。允许采⽤科学计数法表⽰浮点数

语法：INCRBYFLOAT key increment

总结作用如下：

命令	功能
incr	针对 value +1
incrby	针对 value + n
decr	针对 value - 1
decrby	针对 value - n
incrbyfloat	针对 value +/- 小数

二、其他命令

append

作用：如果 key 已经存在并且是⼀个string，命令会将 value 追加到原有 string 的后边。如果 key 不存在， 则效果等同于 SET 命令。
语法：
APPEND KEY VALUE

返回值：追加完成之后string的⻓度，单位是字节。

下面是具体示例，首先set一个key1，并让key1的value后追加另一串字符串，具体如下图所示：

若当 key 不存在时，相当于在空字符串后追加

当输入的是中文时，由于此时是在终端 xshell 上，是以utf-8编码直接写入的，那么直接存入的就是十六进制存储utf-8编码值。

操作linux的时候，千万注意，不要乱按 ctrl + s

ctrl + s在 xshell 中的作用是“冻结当前画面”
ctrl + q 解除冻结

如果想把汉字的原始显示出来，在启动redis客户端的时候，加上一个–raw这样的选项就可以使redis客户端能够自动的把二进制数据尝试翻译。
此时就可以看到数据汉字本身

getrange

作用：返回 key 对应的 string 的⼦串，由 start 和 end 确定（左闭右闭）。可以使⽤负数表示倒数。-1 代表倒数第⼀个字符，-2 代表倒数第⼆个，其他的与此类似。超过范围的偏移量会根据 string 的⻓度调整成正确的值。

相当于c++中的 std::string 中的 substring，用来获取子串。

注意：
1. getrange，是闭区间，即前闭后闭，这点与c++中的std::string中的substring不同
2.且getrange的下标是可以支持负数的，即 -1代表的是倒数第一个元素，下标为 len - 1 的元素

语法：GETRANGE key start end

如果字符串中保存的是汉字，此时进行子串切分，很可能切出来的就不是完整的汉字了~~

setrange

作用：修改字符串的⼀部分，从指定的偏移位置开始，替换多长看要替换的value的长度。
语法：SETRANGE key offset value
返回值：替换后的 string 的⻓度。

当key不存在时，setrange针对不存在的key也是可以操作的，不过会把offset之前的内容填充成0x00

其中这里凭空生成了一个字节，这个字节里的内容就是0x00，aaa就被追加到 0x00的后面了

strlen

作用：获取到字符串的长度，单位是字节
语法：STRLEN key

字符串类型命令总结表

命令	执行效果
SET key value	设置 key 的值是value
get key	获取 key 的值
del key [key …]	删除指定的 key
mset key value [key value …]	批量设置指定的 key 和 value
mget key [key …]	批量获取 key的值
incr key	指定的 key 的值 +1
decr key	指定的 key 的值 -1
incrby key n	指定的 key 的值 +n
decrby key n	指定的 key 的值 -n
incrbyfloat key n	指定的 key 的值 +n
append key value	指定的 key 的值追加 value
strlen key	获取指定 key 的值的长度
setrange key offset value	修改指定 key 的 offset 偏移量位置开始的部分值
getrange key start end	获取指定 key 的从 start 到 end 的部分值

三、string 内部编码

字符串类型的内部编码有 3 种，具体如下：

• int：8个字节的⻓整型。
• embstr：小于等于 39 个字节的字符串。
• raw：大于39 个字节的字符串。

Redis 会根据当前值的类型和⻓度动态决定使⽤哪种内部编码实现。

其中 embstr 和 raw 编码和在windows环境下visual studio系列的编译器中，windows中的c++代码中的 std::string 版本也是这种采取这种模式，若字符串长度很短，则存入定长的字符数组中（对应的就是embstr），过长则使用new来动态申请一大块 char 类型的内存来存储字符串(对应的就是raw)。

其中我们可以使用 object encoding key来查看key的内部编码方式
整型类型示例如下：

短字符串示例如下：

⻓字符串示例如下：

注意：
当value是小数时，redis 其内部本质是用字符串存储的。

四、使用场景

缓存功能

下图是比较典型的缓存使用场景，其中 Redis 作为缓冲层，MySQL 作为存储层，绝⼤部分请求的数据都是从 Redis 中获取。由于 Redis 具有支撑高并发的特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压力的作用。

其中整体的思路如下：
在业务层，应用服务器访问数据时，先进入 redis 中查询。
如果 redis 中数据已经存在了，就直接从 redis 中取出数据并交给应用服务器，随后就不再继续访问mysql数据库了。
如果 redis中数据不存在，在读取mysql，把读取到的结果，返回给应用服务器，同时把这个数据写入到 redis缓存中。

注意事项：
与MySQL等关系型数据库不同的是，Redis没有表、字段这种命名空间，⽽且也没有对键名有强制要求（除了不能使⽤⼀些特殊字符）。但设计合理的键名，有利于防⽌键冲突和项⽬的可维护性，⽐较推荐的⽅式是使⽤"业务名:对象名:唯⼀标识:属性"作为键名。例如MySQL的数据库名为vs，⽤⼾表名为user_info，那么对应的键可以使用"vs:user_info:6379"、“vs:user_info:6379:name"来表⽰，如果当前Redis只会被⼀个业务使⽤，可以省略业务名"vs:”。如果键名过程，则可以使⽤团队内部都认同的缩写替代，例如"user:6379:friends:messages:5217"可以被"u:6379:fr : m :5217"代替。毕竟键名过⻓，还是会导致Redis的性能明显下降的。

计数功能

许多应用都会使用 Redis 作为计数的基础⼯具，它可以实现快速计数、查询缓存的功能，同时数据可以异步处理或者落地到其他数据源。如下图所示，例如视频⽹站的视频播放次数可以使用 Redis 来完成，例如用户每播放⼀次视频，相应的视频播放数就会⾃增1。

共享会话

如下图所示，⼀个分布式 Web 服务将用户的 Session 信息（例如用户登录信息）保存在各⾃的服务器中，但这样会造成⼀个问题：由于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户的访问请求均衡到不同的服务器上，并且通常⽆法保证用户每次请求都会被均衡到同⼀台服务器上，这样当用户刷新⼀次访问是可能会发现需要重新登录，这个问题是用户无法容忍的。

为了解决这个问题，可以使⽤ Redis 将用户的 Session 信息进⾏集中管理，如下图所示，在这种模式下，只要保证 Redis 是高可用和可扩展性的，无论用户被均衡到哪台 Web 服务器上，都集中从 Redis 中查询、更新 Session 信息。

手机验证码

很多应用出于安全考虑，会在每次进行登录时，让用户输⼊手机号并且配合给手机发送验证码，然后让用户再次输⼊收到的验证码并进⾏验证，从而确定是否是用户本⼈。为了短信接⼝不会频繁访问，会限制用户每分钟获取验证码的频率，例如⼀分钟不能超过 5 次，或者每次获取验证必须间隔30s，那么就可以使用 redis，并将对应的 key 设置过期时间和 value 的值来判断间隔时间或者是次数。