Redis 数据类型 String

Redis主要支持的数据类型有5种：String ，Hash ，List ，Set ，和 Sorted Set

String

string类型在redis中是最常见的类型，value存储最大数据量为512M，可以存放json数据，图像数据等等

String 底层实现

Redis中，默认以SDS作为自己的字符串表示。只有在一些字符串不可能出现变化的地方使用C字符串。

SDS源码定义如下：

struct sdshdr{

  // 用于记录buf数组中使用的字节的数目

  // 和SDS存储的字符串的长度相等

	int len;

  // 用于记录buf数组中没有使用的字节的数目

	int free;

  // 字节数组，用于储存字符串

	char buf[];

    //buf的大小等于len+free+1，其中多余的1个字节是用来存储’\0’的（‘\0’ 在c语言中占用一个字节的内存空间，也代表结束）。

};

SDS除了用来保存数据库中的字符串之外，SDS还被用作缓冲区（buffer），如AOF模块中的AOF缓冲区，以及客户端状态中的输入缓冲区

SDS 的存储示例：

使用SDS而不使用c语言的string的好处：

1、常数复杂度获取字符串长度：

SDS:只需要访问SDS的len属性就能得到字符串的长度，复杂度为O(1)。

2、杜绝缓冲区溢出：

Redis是C语言编写的，并没有方便的数据类型来进行内存的分配和释放（C++ STL String），必须手动进行内存分配和释放。

对于字符串的拼接、复制等操作，C语言开发者必须确保目标字符串的空间足够大，不然就会出现溢出的情况。

当使用SDS的API对字符串进行修改的时候，

API内部第一步会检测字符串的大小是否满足。
如果空间已经满足要求，那么就像C语言一样操作即可。如果不满足，则拓展buf的空间
之后再进行操作。每次操作之后，len和free的值会做相应的修改。

扩展buf空间策略：

修改之后总长度len<1MB: 总空间为2*len+1;

修改之后总长度len>=1MB: 总空间为len+1MB+1。

换句话说，预分配的空间上限是1MB，尽量为len。

3、减少修改字符串时带来的内存重分配次数

当执行字符串长度缩短的操作的时候，SDS并不直接重新分配多出来的字节，而是修改len和free的值（len相应减小，free相应增大，buf的空间大小不变化），避免内存重分配。

SDS也提供直接释放未使用空间的API，在需要的时候，也能真正的释放掉多余的空间。

4、二进制安全

C字符串除了末尾之外不能出现空字符，否则会被程序认为是字符串的结尾。这就使得C字符串只能存储文本数据，而不能保存图像，音频等二进制数据

使用SDS就不需要依赖控制符，而是用len来指定存储数据的大小，所有的SDS API都会以处理二进制的方式来处理SDS的buf的数据。程序不会对buf的数据做任何限制、过滤或假设，数据写入的时候是什么，读取的时候依然不变。

总结

C字符串	SDS
获取字符串长度的复杂度为O(N)	获取字符串长度的复杂度为O(1)
API是不安全的，可能会造成缓冲区溢出	API是安全的，不会造成缓冲区溢出
修改字符串长度N次必然需要执行N次内存重分配	修改字符串长度N次最多需要执行N次内存重分配
只能保存文本数据	可以保存文本或者二进制数据
可以使用所有库中的函数	可以使用一部分库的函数

String应用场景

Session + Redis 实现Session共享
做计数器，计算文档浏览量。INCR article:readcount:{文章id} GET article:readcount:{文章id}
分布式锁

线程1：SETNX product:10001 true//返回1代表锁获取成功

线程2：SETNX product:10001 true//返回0代表所获取失败

为什么不用hash存储呢？

如果想获取一个对象数据（user1）的name，那么需要把user1的所有数据拿出，在单独获取name；如果用STRING格式，那么只需要取出user:1:name数据即可。

常用命令的使用

redis数据写命令Set，相当于数据插入

redis 127.0.0.1:6379> set name zlh

--返回值： ok，说明插入成功。如果当前name存在值则覆盖替换原有的value值。

redis数据读命令Get，获取数据

redis 127.0.0.1:6379> get name

--返回值： "zlh" ,如果当前key没有value值，则返回null

redis数据追加命令Append，追加数据

redis 127.0.0.1:6379> append name ' is my friend'

--返回值："zlh is my friend"  ，如果当前key的value有值则附加到原有string后面，如果没有则写入。

redis数据删除

redis 127.0.0.1：6379>del name

redis数据读写操作命令GetSet，获取原有value值的同时写入新的value值

1、redis 127.0.0.1:6379>getset name zlh

--返回值："zlh is my friend",这里返回的是原有name的value值，同时又给name的value设置新值zlh。

此时name的值真实值为zlh

2、redis 127.0.0.1:6379>get name

--返回值：zlh ，因为上面getset给name的value设置值为zlh。

redis数据加法计算命令incr，incrby，

数据加法运算,incr为+1内置运算，incrby为+n自设n运算

1、redis 127.0.0.1:6379>incr name

---返回值：“数据不是整型或数据超出64位有符号整形数据范围” ，由于原有name的value为"zlh",所以不能转换为整型，故报异常。

2、redis 127.0.0.1:6379>incr age

----返回值：1，由于不存在age的key与value值，但是默认age为key值为0进行+1运算。

3、redis 127.0.0.1:6379>incr age

---返回值：2，由于上一行代码给age赋值为1，这里incr命令进行+1运算，故返回值为2。

4、redis 127.0.0.1:6379>incrby age 10

---返回值：12 ，因为原有age是2，这里+10故为12。

redis数据减法计算命令decr，decrby,

数据减法运算，decr为-1内置运算，decrby为减n自设n运算

1、redis 127.0.0.1:6379>decr name

--返回值：“数据不是整型或数据超出64位有符号整形数据范围” ，由于原有name的value为"zlh",所以不能转换为整型，故报异常。

2、redis 127.0.0.1:6379>decr age

--返回自：11，因为原有age的value值为12，这里decr是自减1的意思，故为11。

3、redis 127.0.0.1:6379>decrby age 10

--返回值：1，因为原有age为11，这里-10，故为1。

redis获取string长度的命令strlen

redis 127.0.0.1:6379>strlen name

--返回值：3，因为name的value值为zlh，故长度为3，如果该key或者value不存在，则返回0。

redis设置value值并设置过期时间命令setex（单位秒）

redis 127.0.0.1:6379>setex sex 20 male

---返回值：ok，设置key为sex的value值为male,缓存的过期时间为20s。

redis 127.0.0.1:6379>ddl sex

---返回值： 剩余过期时间，0为已过期，-1为永不过期。

redis 127.0.0.1:6379>get sex

---返回值：male，说明此时为没有过期，当已经过期此处返回数据为null。

redis赋值判断原值是否存在，存在不赋值，返回0；不存在才赋值，返回1；命令setnx

redis 127.0.0.1:6379>setnx name Tom

---返回值：0，因为name的原有value为zlh，存在值则不赋值。

redis 127.0.0.1:6379>gete name

---返回值：zlh，因为有值，故上面赋值为tom失败，返回0。

redis 127.0.0.1:6379>setnx phone 18501733702

---返回值：1，赋值成功，因为原来不存在phone的key与value。

redis 127.0.0.1:6379>get phone

---返回值：18501733702，说明上面的setnx赋值成功。

redis字符串替换赋值，从指定位置开始替换，命令setrange

redis 127.0.0.1:6379>setrange phone 9 123

--返回值：12，12为字符串长度，11位号码变成了12位。因为从第9位开始替换，替换到原有字符串的最后一位还没有替换完毕，所以在最后面添加啦一位设置为3。

redis 127.0.0.1:6379>get phone

---返回值为：185017337123

redis 127.0.0.1:6379>set phone  1

---这里为了下面说下setrange的其他特性，把电话设置为1.

redis 127.0.0.1:6379>setrange phone 3 aaa

---返回值为：6，因为原有phone的value值为1，不到三位，用0*00替换2位，所以要添加2为才能替换第三位后面的值为aaa。

redis 127.0.0.1:6379>get phone

---返回值：1\*00\*00aaa。理解下上面的操作就知道这里为什么是这样的返回值了

redis截取字符串，从下标为n开始截取到n或n+1，类似c#中的substring，命令getrange

redis 127.0.0.1:6379>set phone 18501733701

----方便下面操作

redis 127.0.0.1:6379>getrange phone  1 5

---返回值：85017，因为getrange是从下标为1开始截取截取到下标为5，这里包含下标为5的值。

redis 127.0.0.1:6379>getrange phone  0 0

---返回值:1，从下标为0开始截取，截取到下标为0，包含下标为0。故返回值为1。

redis 127.0.0.1：6379>getrange phone 10 13

--返回值为：1，此号码下标直到10的11位号码，从10开始截取，截到第13位，后2位不存在忽略，只返回第10位。故返回干净的1。

redis批量操作修改及读取string数据，

命令mget，批量读取，命令mset，批量赋值，

命令msetnx，带事务性的赋值，发现有一个key已经存在，所有事务回归，不做赋值处理操作

redis 127.0.0.1:6379>mset name zlh age 30

---返回值：ok，这里设置了 key为name和age的value分别为zlh，30

redis 127.0.0.1:6379>mget name zlh

---返回值：1>zlh  2>30 

redis 127.0.0.1:6379>msetnx name Jim address China

---返回值为：0，没有做任何修改，因为key(name)已存在。

redis 127.0.0.1:6379>mget name address

---返回值：1>zlh  2>null

---这里看到adress空null，说明 mestnx 事物回归

redis 127.0.0.1:6379>msetnx address China,hobbies sports

--返回值为：1，插入成功

redis 127.0.0.1:6379>mget address hobbies

---返回值：1>China   2>sports