Redis简介

Redis(Remote dictionary server) 是一款高性能的开源非关系型缓存数据库，Redis使用C语言编写，支持多种类型的数据结构，如字符串，字典，列表，集合，有序集合与范围查询， bitmaps，hyperloglogs 和 地理空间(geospatial)索引半径查询。Redis 内置了 复制，LUA脚本，LRU驱动事件，事务和不同级别的磁盘持久化，并通过 Redis哨兵和自动分区提供高可用性。

String类型基本命令

新建字符串的格式为 SET key value，这是最简单的形式，还可以在后面添加一些其他的参数，我们后面再讲

查看字符串，直接GET key就可以啦

对字符串进行追加，用APPEND key content

看到这里可能就会有小伙伴问了，如果我想一次性设置多个字符串应该怎么办呢？当然使用MSET命令了呀，这个命令相当于把多个SET命令合并到一起了

有了批量设置，那批量读取呢？可能有的读者已经想到了，没错，批量读取的命令就是MGET

除了基本的添加和查询，redis字符串还有很多高级的功能

为键值对设置过期时间，我们可以通过EXPIRE命令为一个已经存在的键设置过期时间

在这里我先通过SET设置了一个键值对，然后通过EXPIRE操作为kkk这个键设置了三秒的过期时间，三秒之内可以查询到结果，但是三秒之后就查询不到了

还有一个命令是SETEX(set and expire)，基本格式是SETEX key second value， 其中的second就是有效时间，过了这个有效时间这个key就被删除了(msetnx的作用就不用我说了吧)

可以看到我为kkk设置了三秒的过期时间，在设置完的三秒内是可以查询到相应的值，过了三秒之后就查不到了。

我们还可以通过PSETEX命令完成和SETEX命令一样的功能，只不过setex是以秒为单位，而PSETEX是以毫秒为单位。

设置锁，在redis中可以通过SETNX命令来设置锁，如果设置成功之后，再次执行这个命令则无法成功，SETNX(set if not exist)，只有当不存在这个键的时候才会成功。

我们可以看到，我们第一次执行这个命令的时候返回了1(代表成功),第二次执行却返回了(0)，代表失败，因为第二次执行的时候这个键已经存在了，则必然失败。

那有的小伙伴又会问了，如果已经通过SETNX设置了键值对之后，我还想重新设置这个键的值该怎么办呢？还记得我们刚刚说的过期时间吗，我们可以通过EXPIRE为他设定一个过期时间，当然还有另外一个做法

我们可以通过对SET操作加上其他命令行参数就可以啦， 上面图里的EX表示设置过期时间，5就表示五秒后过期，NX表示如果这个键不存在才生效，当然EX和NX这两个参数都是可以单独使用的

对一个字符串的一定范围内进行设置可以通过SETRANGE进行实现，

这里需要注意的是不管我们想设置的字符串长度为多少，都是可以成功的，如果超出了原字符串的长度会自动扩容

我们可以通过GETRANGE命令获取对应位置上的子串，这里可以把起始范围设置为负数，表示倒数第几个值

在Redis的字符串中，如果字符串中的字符全是整数，则可以对这个“字符串”(其实是个整数啦)进行简单的自增自减操作，自增自减操作的命令是INCR和DECR，我们可以看到下图中我们给test赋值为996,对他的自增自减操作可以成功

如果是小数类型就不可以了

那如果我想每次自增100该怎么办呢？执行incr执行100次？当然不会这么麻烦啦，我们以自增操作来演示一下，通过INCRBY命令 ，我们可以在后面设置一个步长就可以了，DECRBY操作也是一样的，大家可以自己去试一试。

但我如果我就想对小数类型进行自增操作怎么办？我们可以使用INCRBYFLOAT命令就可以了，这里需要注意的是并不存在DECRBYFLOAT

一些不太常见的命令

BITCOUNT命令可以用来统计字符串中字符二进制表示中1的个数

redis这个字符串的二进制表示为01110010 01100101 01100100 01101001 01110011，一共有20个1，通过BITCOUNT就可以将其统计出来

GETBIT命令可以获取对应偏移量上的比特值，a的二进制表示是01100001

SETBIT可以设置对应偏移量上的比特值，改变这个比特之后原来的值也会发生相应变化

STRALOG，对字符串执行某些特定算法，暂时支持获取最长公共子序列，注意是子序列而不是子串，子串是在原串中连续存在的而子序列不需要连续存在

SETLEN命令获取字符串长度

以上包括了绝大多数的字符串类型的命令了，别问我为什么不是全部，问就是有几个我自己也没搞懂。。

如果想更全面的了解，可以去下面两个网址了解

英文官方文档https://redis.io/commands#string

中文文档http://www.redis.cn/commands.html#string

String底层结构

Redis中最常用的数据类型非String莫属，网传大部分程序员也只会用Redis的String类型。我们上面说到Redis是用C语言写的，但是Redis中的String却不是直接用我们常见的C语言字符类型数组写的，这是为什么呢？我们就一起深入源码看一下String类型，首先先看String类型结构的示意图

Redis中String类型是实现依赖于一种名为sds的自定义结构，sds中包含了free(当前可用空间大小)，len(当前存储字符串长度)，buf[] (存储的字符串内容)，下面是sds的源码实现

源码中sds结构中共分为五个细分类型。之所以有5种，是为了能让不同长度的字符串可以使用不同大小的header。我们可以看到不同sds中len和alloc(free)的类型是不一样的，他们也对应着不同的长度，而结构体中的flags字段就记录着header的类型。

通过对不同长度的字符串分配范围不同的长度，从而最大化的节省空间，可见Redis团队对性能的极致追求。

使用sds有什么好处？

1.减少内存分配次数

我们知道Redis是一种直接使用内存的数据库，数据保存在内存当中，当我们对一个字符串类型进行追加的时候，可能会发生两种情况：①当前剩余空间(free)足够容纳追加内容时，我们就不需要再去分配内存空间，这样可以减少内存分配次数。②当前剩余空间不足以容纳追加内容，我们需要重新为其申请内存空间。

2.惰性释放内存空间

当我们截断字符串时，Redis会把截断部分置空，只保留剩余部分，且不立即释放截断部分的内存空间，这样做的好处就是当下次再对这个字符串追加内容的时候，如果当前剩余空间足以容纳追加内容时，就不需要再去重新申请空间，避免了频繁的内存申请。暂时用不上的空间可以被Redis定时删除或者惰性删除。

3.防止缓冲区溢出

在C语言中如果我们对一个字符串数组进行拼接时，如果没有把握'\0'的位置，则肯有可能造成缓冲区溢出的问题，但是在redis中我们通过len的长度来进行控制，很好地避免了这一点

4.二进制安全

在C语言中通过判断当前字符是否为'\0'来确定字符串是否结束，而在sds结构中，只要遍历长度没有达到len，即使遇到'\0'，也不会认为字符串结束。根据这一点，我们就可以使用Redis缓存诸如图像、音频、压缩文件的二进制形式。

深挖Redis字符串

上面的SDS只是字符串类型中存储字符串内容的结构，Redis中的字符串分为两种存储方式，分别是embstr和raw，当字符串长度特别短的时候，Redis使用embstr来存储字符串，而当字符串长度超过44的时候，就需要用raw来存储，下面是他们的字符串完整结构的示意图

所有redis对象都会存在一种对象头的结构，这个对象头记录了数据的type(类型)，encoding(编码方式),lru(用于lru相关缓存淘汰策略机制的时间戳),refcount(引用次数)和ptr(指向sds的指针)

embstr的存储方式是将RedisObject对象头和SDS结构放在内存中连续的空间位置，使用malloc方法一次分配，而raw需要两次malloc，分别分配对象头和SDS的空间。

为了能分配容纳一个完整的embstr对象，jemalloc(facebook提出的内存分配方案)最少会分配32字节，如果字符串再长一点，那就是64字节的空间，而embstr中会有一些固定字段使用19字节的空间，embstr是以NULL结尾的，占用一个字节，所以embstr只能存储44字节长度的字符串，如果超过44字节，Redis会使用raw进行存储。

字符串扩容策略

如果当前字符串结构小于1MB，扩容会采取加倍策略，若当前字符串长度超过1MB，为了避免加背后的空余空间造成空间浪费，每次至多分配1MB

参考链接

https://mp.weixin.qq.com/s/vXBFscXqDcXS_VaIERplMQ

https://github.com/AobingJava/JavaFamily

https://blog.csdn.net/codejas/article/details/88582831

《Redis深度历险》

好了，以上就是本期关于Redis里面字符串类型的内容了，基本也算是挺全的了，下个周打算写一篇volatile关键字的和一篇RedisHash类型的文章，大家有什么想看的可以后台告诉我，我会尽力给大家做。

我是星海，因为我不会，所以我才会，我们下次再见

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