Redis中的String数据类型及相关命令

[经典面试题] redis虽然是单线程模型，为什么效率还这么高？速度这么快呢？

原因：1、redis主要访问内存，数据库则是主要访问硬盘。

          2、redis的核心功能，比数据库的核心功能更简单。数据库对于数据的CRUD，都有更复杂的功能支持。这样的功能势必要花费更多的开销。

          3、redis采取了单线程模型，避免了一些不必要的线程竞争开销。redis的每个基本操作，都是短平快的，不会特别消耗cpu资源。

          4、redis在处理网络IO的时候，使用了epoll这样的IO多路复用机制。

注：IO多路复用：让一个线程可以管理多个socket。针对TCP来说，服务器这边每次要服务一个客户端，都要给这个客户端安排一个socket。但是很多情况下，每个客户端和服务器之间的通信并不频繁。此时socket大部分时间都是静默的，上面是没有数据需要传输的。同一时刻，只有少数socket是活跃的。

String相关命令

注：redis中，所有的key默认都是String类型，而value则有各种各样的类型（整数，字符串，JSON.....）

关于set命令：

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。

EX：   set key value ex 10 就相当于set key value 和 expire key 10两个命令组合起来。即创建键值对同时设置键值对的过期时间。单位是秒

PX： 同上，单位是ms

NX：如果key不存在（创建新的键值对），才设置。如果key存在，则不设置（返回nil）

XX：如果key存在，才设置（相当于更新key的value）。如果key不存在，则不设置（返回nil）

MSET/MGET

  可以一次操作多组键值对。通过一次网络通信完成多个键值对操作，减少网络通信时间。

如：mset key1 111 key2 222 key3 333     mget key1 key2 key3

时间复杂度：O(n)  n是key的数量

SETNX/SETEX/PSETEX

针对set的一些常见方法，进行了缩写。

SETNX：  即set命令搭配NX。

SETEX： set命令搭配EX。设置过期时间。

PSETEX：set命令搭配PX，单位ms。

时间复杂度：O(1)

incr/incrby/decr/decrby/incrbyfloat

这组命令是针对value为整数类型进行修改的。返回值就是 修改之后的值。

incr: 针对value +1

incrby: 针对value + n, n可以手动指定

decr:针对value -1

decrby: 针对 value - n

incrbyfloat: 针对value + / - 小数。上述命令都针对整数，incrbyfloat可以操作浮点数

注：incr操作的key如果不存在，就会把这个key的value当做0来使用。

时间复杂度：O(1)

append/getrange/setrange/srtlen

append：如果key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。返回值是追加完成后字符串的长度（字节）。

注：redis的字符串，不会对字符编码做任何处理。redis中存储的都是二进制数据。

若要在redis中存储中文，可以在启动redis客户端的时候，加上一个--raw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。

getrange: 获取字符串当中的一部分。start和end表示获取的范围（左闭右闭）。支持下标为负数。-1表示倒数第一个字符。

setrange: 覆盖字符串的一部分，从指定的偏移开始。返回值是替换后字符串的长度。如果key不存在，就创建一个新键值对，在offset之前的内容填充成0x00。

strlen：获取字符串的长度。单位是字节。当value不是字符串类型，就会报错。当key不存在，返回0

String内部的编码方式

string内部有三种编码方式：

1、int 64位/8字节的整数

2、embstr 压缩字符串，适用于表示比较短的字符串。redis存储小数，本质上是当作字符串来存储。

3、raw 普通字符串，适用于表示更长的字符串，只是单纯的持有字节数组。

String的应用场景

缓存功能

  应用服务器访问数据的时候，先查询redis，如果redis上数据存在了，就直接从redis取数据交给应用服务器，不继续访问数据库了。如果redis上的数据不存在，再读取MySQL的结果，返回给应用服务器，并把热点数据写入到redis中。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。

如果redis中存储的数据过多怎么办：1、在把数据写给redis时，给这个key设置一个过期时间。

2、redis也在内存不足的时候，提供了淘汰策略。

计数功能

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。如下视频的播放次数，每次+1就可以使用redis实现。

共享会话

如果每个应用服务器，维护自己的会话数据，此时彼此之间不共享，用户请求访问到不同的服务器上，就可能回出现一些不能正确处理的情况。

为了解决这个问题，可以使⽤ Redis 将⽤⼾的 Session 信息进⾏集中管理。在这种模式下，只要保证 Redis 是⾼可⽤和可扩展性的，⽆论⽤⼾被均衡到哪台 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，让⽤⼾输⼊⼿机号并且配合给⼿机发送验证码，
然后让⽤⼾再次输⼊收到的验证码并进⾏验证，从⽽确定是否是⽤⼾本⼈。为了短信接⼝不会频繁访问，会限制⽤⼾每分钟获取验证码的频率。在设置验证码的过期时间时，可以使用redis的ex过期时间。

以上，关于redis，希望对你有所帮助。