Redis：string类型

在Redis中，字符串string存储的是二进制，以byte为单位，输入的二进制是什么，那么存储的就是什么，string不进行编码的转化。

因此string类型可以存储非常多种类的数据，比如ASCII编码字符串，UTF-8编码字符串，int整型，甚至可以存储图片，视频音频等，因为这些都是二进制，怎么存进去的，最后就怎么解析。

当然，一般不会用string存储图片，视频音频，因为它们太大了，内存没那么多空间，只是理论上可行。

string命令

设置与读取

SET

• 设置一个key

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

由于set默认情况下就是设置一个string，所以没有什么其它的特殊语法，此处介绍两个选项。

• EX seconds：以秒为单位，设置超时时间
• PX milliseconds：以毫秒为单位，设置超时时间
• NX：如果key不存在才设置，如果存在返回nil
• XX：如果key存在就更新，如果不存在返回nil

注意：通过XX更新后，原先的过期时间会失效，数据类型也有可能变化

示例：

该指令设置了一个字符串key1，内容为12345，过期时间为10 s，nx表示只有不存在才设置。

示例：

和刚才一样设置一个超时时间10 s的字符串，随后立刻通过xx选项进行更新操作。更新后发现，ttl的返回值变成了-1，这说明原先ex设置的过期时间被覆盖了。

GET

• 获取key对应的value

get key

和set一样，get的默认数据类型就是string，如果value类型不是string，会发生报错。

MSET

• 一次设置多个key

mset key value [key value ...]

由于Redis基于网络通信，所以多条指令压缩为一条指令就是把多个网络请求压缩为一个，对效率提升非常明显。所以Redis提供了这样的一次设置多组键值对的指令。

MGET

• 一次获取多个key的value

mget key [key ...]

示例：

数字操作

由于string内部还可以存储数字，所以Redis还提供了数字操作的命令。

INCR

• 指定整数+1

incr key

返回值是字符串+1后的结果。

示例：

如图，设置了一个数字后，通过incr对其自增，返回了124，并且get num1的值也自增了。

当设置的数字值过大，此时就不会被解析为数组，而是解析为字符串。此时incr执行失败，检测到num2类型为embstr。string可以存储的最大整型为64位有符号整型，相当于C/C++中的long long。

另外的，incr可以操作一个空值，并且将其视为数字0。此处通过get检测num3不存在，但是incr num3成功执行，结果为1。

INCRBY

• 指定整数，增加指定的值

incrby key increment

key对应的value的值就会增加increment，其余特性和incr相同。

示例：

注意：incrby可以增加一个负数，也就是做减法。但是不能操作浮点数，只能操作整型。

DECR

• 指定整数-1

decr key

返回值是字符串-1后的结果。

DECRBY

• 指定整数，减少指定的值

decrby key decrement

key对应的value的值就会减少decrement，其余特性和decr相同。

同样的，decrby也可以操作负数，此时相当于增加decrement的绝对值。

INCRBYFLOAT

• 指定浮点数/整数，增加指定的值

incrbyfloat key increment

同样的，返回key的value自增后的值。

示例：

与整型不同，Redis没有提供DECRBYFLOAT指令，也就是说浮点数想要进行减法，只能让increment为负数。

字符串操作

回到string的本职工作，自然是要存储字符串，字符串也要提供相关的操作。

APPEND

• 将value追加字符串的尾部

append key value

返回追加完成后，字符串的总长度。

如图完成了一个字符串的追加。

同样的，如果原先key不存在，则视为一个空串，直接追加。

STRLEN

• 获取字符串的长度

strlen key

返回字符串的长度，以字节为单位。

如果遇到中文：

此时根据UTF-8编码，一个中文占3 byte，所以两个中文的长度是6。如果再输出这个中文字符串，会得到一个乱码。此处\x是一个转义字符，表示一个十六进制数字。也就是说\xe4整体是一个十六进制的数字，占一个字节。

其实这个十六进制数字，就是汉字的编码，比如\xe4 \xdb \xa0就是汉字"你"。如果想要让Redis支持输出中文，在启动时要加入--raw选项：

这样就可以正常输出中文了，但是要注意，如果key不存在，原本是输出nil，但是会被转化为一个空行。

GETRANGE

• 返回字符串指定范围的字串

getrange key start end

获取的字串是下标范围[start, end]的闭区间，下标从0开始。而且支持使用负数，最后一个字符串的负数编码为-1。

示例：

第一次截取，区间为[0, 5]，由于是闭区间，所以有6个字符。
第二次截取，区间为[0, -1]，-1就是最后一个字符，又是闭区间，所以输出整个字符串。

如果存储汉字，此时依然以字节解析，而不是以字符为单位。

如果开启了--raw选项：

此时汉字"好"截取了一半，但是不输出，只有"你"被完整拆分下来，才能解析。

SETRANGE

• 修改指定范围内的字符串

setrange key offset value

从下标offset位置开始覆盖，字符串替换为value，返回替换后的字符串长度。

示例：

此处从下标5，也就是字符w开始覆盖，往后三个字符替换为cpp，而ld不变。

如果字符串覆盖后超出原先的长度，此时字符串就会变长。

对于不存在的key：

如果在空的key后面修改字符串，此时offset之前的所有字节自动初始化为\x00，offset之后的内容正常覆盖。

总结：

内部编码

在 Redis 中，string 数据类型的底层实现有三种编码方式：int、embstr 和 raw。每种编码方式有其特定的使用场景和实现细节，以优化内存使用和性能表现。

int

当一个字符串的值可以被解析为整数（有符号的 64 位整数范围内）时，Redis 会将其存储为整数

int 编码使用 8 byte 来存储整数值。这种方式的优势在于节省存储空间并提高处理速度，因为整数操作比字符串操作更高效。

embstr

用于存储长度小于或等于 39 byte 的字符串。

embstr 编码是为了优化小字符串的内存分配和管理而设计的。embstr 的实现将字符串对象的结构和实际字符串数据放在一起，这样在创建时只需要一次内存分配。其包含一个 SDS（Simple Dynamic String）结构，用于管理字符串的长度等信息。

这种方式减少了内存碎片，提高了缓存的局部性，并使得创建和销毁字符串对象的速度更快。

raw

用于存储长度大于 39 byte 的字符串。

raw 编码是传统方式，分开存储字符串对象和字符串数据。与 embstr 不同，raw 编码需要两次内存分配：一次用于存储字符串对象的基本信息，比如长度，另一次用于实际的字符串数据。

这种方式允许更灵活的字符串管理，适合处理较大字符串的场景。在需要对字符串进行修改时，raw 编码也能更好地管理内存。