Redis的String探索之路

String是redis最基本的类型，键值对（Key : Value 形式），Redis 的 String 可以包含任何数据，最大能存储 512 MB。（一个键最大能存储 512MB）

Redis 的字符串是动态字符串，是可以修改的字符串哦  ^_^，采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。党字符串长度小于 1M 时，扩容都是加倍当前的空间，当超过 1M 在扩容时只会多扩 1M的空间大小。

注意：

• 字符串在长度小于 1M 之前，扩容空间采用加倍策略，也就是保留 100% 的冗余空间。
• 当长度超过 1M 之后，为了避免加倍后的冗余空间过大而导致浪费，每次扩容只会多分配 1M 大小的冗余空间。

String 内部分配结构

String 内部为当前字符串实际分配的空间 capacity 一般要高于实际字符串长度 len。

set key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|XX] [KEEPTTL]

• EX seconds： 设置键的过期时间为多少秒。
• set key value Ex seconds  <=> setex key seconds value

set name xiaomo ex 2  = setex name 2 xiaomo

• PX milliseconds： 设置键的过期时间为 多少毫秒。
• set key value ex  milliseconds  <=>   psetex key millseconds value
• NX ：在键不存在时， 才对键进行设置操作。
• set key vlaue ex <=>  setnx key value
• XX ：在键已经存在时， 才对键进行设置操作。

返回值：set命令在设置操作成功完成时才返回 OK 。

如果设置参数 nx ，当值不存在时返回 OK，存在返回 nil 。

Redis 的字符串叫「SDS」— Simple Dynamic String，它的结构是一个带长度信息的字节数组。

struct SDS<T> {
 　　T capacity;      // 数组容量
 　　T len;           // 数组长度
 　　byte flags;      // 特殊标识位，不理睬它
　　 byte[] content;  // 数组内容
}

Redis 的字符串有两种存储方式，embstr 和 raw。

在长度特别短时，使用 emb 形式存储 (embeded)，当长度超过 44 字节时，使用 raw 形式存储。

在Redis 对象头结构体，所有的 Redis 对象都有下面的这个结构头:

struct RedisObject {
    int4 type;      // 4bits
    int4 encoding;  // 4bits
    int24 lru;      // 24bits
    int32 refcount; // 4bytes
    void *ptr;      // 8bytes，64-bit system
} robj;

4b + 4b + 24b + 4B + 8B = 16B

每个对象都有个引用计数，当引用计数为零时，对象就会被销毁，内存被回收。一个 RedisObject 对象头需要占据 16 字节的存储空间。

SDS 内部结构如下：

struct SDS {
    int8 capacity;  // 1byte
    int8 len;       // 1byte
    int8 flags;     // 1byte
    byte[] content; // 内联数组，长度为 capacity（默认开辟的空间）
}

在 SDS 结构体的大小，在字符串比较小时，SDS 对象头的大小是content+3，至少是 3。意味着分配一个字符串的最小空间占用为 19 字节 (内容为空)。

SDS 结构体中的 content 中的字符串是以字节\0结尾的字符串，之所以多出这样一个字节，是为了便于直接使用 glibc 的字符串处理函数，以及为了便于字符串的调试打印输出。

• 当内存分配器分配了 64 空间时，那这个字符串的长度（内容）最大可以是多少呢？

64 - 19 - 1 = 44（字节）

127.0.0.1:> set content aaaabbbbccccddddeeeeffffgggghhhhiiiijjjjkkkk
OK
127.0.0.1:> debug object content
Value at:0x7f4f4f0c3a40 refcount: encoding:embstr serializedlength: lru: lru_seconds_idle:
127.0.0.1:> append content l
(integer)
127.0.0.1:> debug object content
Value at:0x7f4f4f0adc20 refcount: encoding:raw serializedlength: lru: lru_seconds_idle:

（1）可以用来计数

如果 value 值是一个整数，还可以对它进行自增（自减）操作。

1.商品数量变化

2.博客论坛帖子点赞数目

3.文章帖子收藏用户数

4.文章帖子转发数

5.用户留言数目

  ····

基本跟数量变化的都可以使用上呀 ~

但是要注意的一点是：自增是有范围的，它的范围是 signed long long 的最大和最小值，超过了这个值，Redis 会报错。

long long (__int64)
范围：-922 3372 0368 5477 5808 ～ 922 3372 0368 5477 5807 (922*10^16)

127.0.0.1:6379> set age 9223372036854775807
OK
127.0.0.1:6379> get age
""
127.0.0.1:6379> incr age
(error) ERR increment or decrement would overflow

127.0.0.1:6379> set age -9223372036854775808
OK
127.0.0.1:6379> get age
"-9223372036854775808"
127.0.0.1:6379> incrby age -1
(error) ERR increment or decrement would overflow

（2）可以用来限流

比如在某些火爆新品上架的时候，商家上架的货都是有一定的数量的。同时，会设置在一段时间内销售商品。这个时候需要用 Redis 来做一些限流操作，限制一个操作可以被执行的速率，让每个商品的最大请求访问限制在一定范围内（设置键的生存时间）。

（3）二进制 — 位图使用（bitmap）

1. 统计 ：任意用户在任意时间窗口登录天数（setbit、bitcount）

2.送礼品：在活跃期间段的用户，送礼品盒等。

3.进行数据分析：将数据导入内存，进行统计报表分析。