redis：字符串

秒速五厘米 2022-09-15 06:03 180阅读 0赞

# 介绍 #

字符串类型是redis最基础的数据类型。

*  首先键都是字符串类型
 *  其他几种数据类型都是在字符串类型基础上构建的

所以字符串类型能为其他四种数据结构的学习奠定基础

字符串类型的值实际可以是字符串（简单的字符串、 复杂的字符串（例如JSON、 XML） ） 、 数字（整数、 浮点数） ， 甚至是二进制（图片、 音频、 视频） ， 但是值最大不能超过512MB。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_16_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

*  字符串是一组字节，在redis中，字符串具有二进制安全的特性，这意味着它的长度是可知的，不由任何其他终止字符决定
 *  一个字符串类型的值最多能够存储 512 MB 的内容

ps： 二进制安全是一种主要用于字符串操作函数的计算机编程术语。只关心二进制化的字符串，不关心具体的字符串格式，严格的按照二进制的数据存取。这保证字符串不会因为某些操作损坏

# 命令 #

## set系列 ##

### SET ###

#### 语法 ####

set key value [ex seconds] [px millisecconds] [nx|xx]

*  ex seconds： 为键设置秒级过期时间。
 *  px milliseconds： 为键设置毫秒级过期时间。
 *  nx： 键必须不存在， 才可以设置成功， 用于添加。
 *  xx： 与nx相反， 键必须存在， 才可以设置成功， 用于更新

#### 作用 ####

*  用于设置给定 key 的值。
 *  如果 key 已经存储其他值， SET 就覆写旧值，且无视类型。

#### 返回值 ####

*  在 Redis 2.6.12 以前版本， SET 命令总是返回 OK 。
 *  从 Redis 2.6.12 版本开始， SET 在设置操作成功完成时，才返回 OK 。

#### 实例 ####

# 对不存在的键进行设置
    
    redis 127.0.0.1:6379> SET key "value"
    OK
    
    redis 127.0.0.1:6379> GET key
    "value"
    
    
    # 对已存在的键进行设置
    
    redis 127.0.0.1:6379> SET key "new-value"
    OK
    
    redis 127.0.0.1:6379> GET key
    "new-value"

### setnx(不存在时set) ###

*  在指定的 key 不存在时，为 key 设置指定的值

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> SETNX KEY_NAME VALUE

#### 返回值 ####

*  设置成功，返回 1 。
 *  设置失败，返回 0 。

#### 实例 ####

redis> EXISTS job                # job 不存在
    (integer) 0
    
    redis> SETNX job "programmer"    # job 设置成功
    (integer) 1
    
    redis> SETNX job "code-farmer"   # 尝试覆盖 job ，失败
    (integer) 0
    
    redis> GET job                   # 没有被覆盖
    "programmer"

#### 应用场景 ####

*  实现分布式锁

### Setex ###

#### 作用 ####

*  为指定的 key 设置值及其过期时间\[以秒为单位\]
 *  如果 key 已经存在， SETEX 命令将会替换旧的值。
 *  key的值如果超出过期时间就为nil

#### 可用版本 ####

`>= 2.0.0`

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> SETEX mykey 60 redis
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> TTL mykey
    60
    redis 127.0.0.1:6379> GET mykey
    "redis

### mset ###

#### 作用 ####

*  一次设置多个key

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> MSET key1 value1 key2 value2 .. keyN valueN

#### 可用版本 ####

`>= 1.0.1`

#### 返回值 ####

总是返回 OK 。

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> MSET key1 "Hello" key2 "World"
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> GET key1
    "Hello"
    redis 127.0.0.1:6379> GET key2
    1) "World"

#### MSET PK SET ####

*  Mset的优点在于整个操作是原子性的，意味着所有的键都是在客户机与服务器之间的一次通信中设置的
 *  因此，我们可以通过使用MSET而不是多个set来节省网络开销。

批量操作有助于提高业务处理效率，但是要注意的是每次批量操作所发送的命令数量不是无节制的，如果数量过多可能会造成redis阻塞或者网络拥塞

### Msetnx命令 ###

#### 作用 ####

*  用于所有给定 key 都不存在时，同时设置一个或多个 key-value 对。
 *  \[只要有一个key已经存在就失败\]

#### 返回值 ####

*  当所有 key 都成功设置，返回 1 。
 *  只要有一个设置失败就全部失败，因为它们是原子性的，那么返回 0 。

127.0.0.1:6379> MSETNX rmdbs "MySQL" nosql "MongoDB" key-value-store "redis"
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> MGET rmdbs nosql key-value-store
    1) "MySQL"
    2) "MongoDB"
    3) "redis"
    127.0.0.1:6379>  MSETNX rmdbs "Sqlite" language "python"
    (integer) 0   # rmdbs 键已经存在，操作失败
    127.0.0.1:6379> EXISTS language    
    (integer) 0   # 因为 MSET 是原子性操作，language 没有被设置,返回0
    127.0.0.1:6379> GET rmdbs    
    "MySQL"           # rmdbs 也没有被修改

### Psetex ###

#### 作用 ####

*  以ms为单位设置key 的生存时间

#### 返回值 ####

*  设置成功时返回 OK 。

127.0.0.1:6379> PSETEX mykey 1000 "Hello"
    OK
    127.0.0.1:6379> PTTL mykey
    (integer) -2
    127.0.0.1:6379>  get mykey
    (nil)

### GETSET ###

#### 作用 ####

用于设置指定 key 的值，并返回 key 的旧值。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> GETSET KEY_NAME VALUE

#### 可用版本 ####

`>= 1.0.0`

#### 返回值 ####

*  返回给定 key 的旧值。
 *  当 key 没有旧值时，即 key 不存在时，返回 nil
 *  当 key 存在但不是字符串类型时，返回一个错误。

127.0.0.1:6379> GETSET mynewkey "This is my test key" 
    (nil)
    127.0.0.1:6379>  GETSET mynewkey "This is my new value to test getset" 
    "This is my test key"

### Setrange ###

用指定的字符串覆盖给定 key 所储存的字符串值，覆盖的位置从偏移量 offset 开始

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> SETRANGE KEY_NAME OFFSET VALUE

#### 可用版本 ####

`>= 2.2.0`

#### 返回值 ####

被修改后的字符串长度。

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> SET key1 "Hello World"
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> SETRANGE key1 6 "Redis"
    (integer) 11
    redis 127.0.0.1:6379> GET key1
    "Hello Redis"

## get系列 ##

### get ###

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> GET KEY_NAME

#### 可用版本 ####

`>= 1.0.0`

#### 作用 ####

*  用于获取指定 key 的值

#### 返回值 ####

*  返回 key 的值，
 *  如果 key 不存在时，返回 nil。
 *  如果 key 不是字符串类型，那么返回一个错误。

#### 实例 ####

# 对不存在的 key 或字符串类型 key 进行 GET
    
    redis> GET db
    (nil)
    
    redis> SET db redis
    OK
    
    redis> GET db
    "redis"
    
    
    # 对不是字符串类型的 key 进行 GET
    
    redis> DEL db
    (integer) 1
    
    redis> LPUSH db redis mongodb mysql
    (integer) 3
    
    redis> GET db
    (error) ERR Operation against a key holding the wrong kind of value

### MGET ###

#### 作用 ####

*  返回所有(一个或多个)给定 key 的值。
 *  如果给定的 key 里面，有某个 key 不存在，那么这个 key 返回特殊值 nil 。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> MGET KEY1 KEY2 .. KEYN

#### 可用版本 ####

`>= 1.0.0`

#### 返回值 ####

*  一个包含所有给定 key 的值的列表。

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> SET key1 "hello"
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> SET key2 "world"
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> MGET key1 key2 someOtherKey
    1) "Hello"
    2) "World"
    3) (nil)

### Getrange ###

#### 作用 ####

*  用于获取存储在指定 key 中字符串的子字符串。
 *  字符串的截取范围由 start 和 end 两个偏移量决定(包括 start 和 end 在内)。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> GETRANGE KEY_NAME start end

#### 可用版本 ####

`>= 2.4.0`

#### 返回值 ####

截取得到的子字符串。

#### 实例 ####

redis 127.0.0.1:6379> SET mykey "This is my test key"
    OK
    redis 127.0.0.1:6379> GETRANGE mykey 0 3
    "This"
    redis 127.0.0.1:6379> GETRANGE mykey 0 -1
    "This is my test key"

## 对key-value的value进行加减 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th>描述和例子</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>incr</td> 
   <td>incr key-name —将键存储的值加1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>decr</td> 
   <td>desc key-name —将键存储的值减1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>incrby</td> 
   <td>incrby key-name amount–将键存储的值加上整数amount</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>decrby</td> 
   <td>decrby key-name amount–将键存储的值减去整数amount</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>incrByFloat</td> 
   <td>incrByFloat key-name amount–将键存储的值加上浮点数amount</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  当用户将一个值存储到redis字符串里面的时候，如果这个值可以被解释为十进制整数或者浮点数，那么redis会察觉到这一点，并且允许用户对这个字符串执行加减，并且以字符串形式返回执行了命令之后的key对应的值。
 *  如果用户对一个不存在的键或者一个保存了空串的key进行加减，那么redis会在执行操作时将这个键的值当中0处理。
 *  不可以对非自然数的字符串进行加减，此时会返回错误

很多存储系统和编程语言内部使用CAS机制实现计数功能，但是会有一定的CPU开销，但在redis中完全不存在这个问题，因为redis是单线程架构，任何命令到了redis服务端都要顺序执行

### Incr ###

#### 作用 ####

*  Incr 命令将 key 中储存的数字值增一
 *  如果 key 不存在，那么 key 的值会先被初始化为 0 ，然后再执行 INCR 操作。
 *  如果值包含错误的类型，或字符串类型的值不能表示为数字，那么返回一个错误。
 *  本操作的值限制在 64 位(bit)有符号数字表示之内。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> INCR KEY_NAME

#### 可用版本 ####

`>= 1.0.0`

#### 返回值 ####

执行 INCR 命令之后 key 的值。

#### 实例 ####

> 实例

redis> SET page_view 20
    OK
    
    redis> INCR page_view
    (integer) 21
    
    redis> GET page_view    # 数字值在 Redis 中以字符串的形式保存
    "21"

> 实例

127.0.0.1:6379>  incr num 
    (integer) 1   # 对一个不存在的键操作后，结果是1
    127.0.0.1:6379> get num
    "1"
    127.0.0.1:6379> incr num
    (integer) 2
    127.0.0.1:6379> get num
    "2"

### Incrby ###

#### 作用 ####

将 key 中储存的数字加上指定的增量值。

#### 实例 ####

> 实例

# key 存在且是数字值
    
    redis> SET rank 50
    OK
    
    redis> INCRBY rank 20
    (integer) 70
    
    redis> GET rank
    "70"
    
    
    # key 不存在时
    
    redis> EXISTS counter
    (integer) 0
    
    redis> INCRBY counter 30
    (integer) 30
    
    redis> GET counter
    "30"
    
    
    # key 不是数字值时
    
    redis> SET book "long long ago..."
    OK
    
    redis> INCRBY book 200
    (error) ERR value is not an integer or out of range

> 实例

127.0.0.1:6379> incrby num 20
    (integer) 22
    127.0.0.1:6379> get num
    "22"
    127.0.0.1:6379> incrby num -2 
    (integer) 20
    127.0.0.1:6379> get num 
    "20"

### incrbyfloat ###

#### 作用 ####

*  为 key 中所储存的值加上指定的浮点数增量值。
 *  如果 key 不存在，那么 INCRBYFLOAT 会先将 key 的值设为 0 ，再执行加法操作。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> INCRBYFLOAT KEY_NAME INCR_AMOUNT

#### 可用版本 ####

`>= 2.6.0`

#### 返回值 ####

执行命令之后 key 的值。

#### 实例 ####

# 值和增量都不是指数符号
    
    redis> SET mykey 10.50
    OK
    
    redis> INCRBYFLOAT mykey 0.1
    "10.6"
    
    
    # 值和增量都是指数符号
    
    redis> SET mykey 314e-2
    OK
    
    redis> GET mykey                # 用 SET 设置的值可以是指数符号
    "314e-2"
    
    redis> INCRBYFLOAT mykey 0      # 但执行 INCRBYFLOAT 之后格式会被改成非指数符号
    "3.14"
    
    
    # 可以对整数类型执行
    
    redis> SET mykey 3
    OK
    
    redis> INCRBYFLOAT mykey 1.1
    "4.1"
    
    
    # 后跟的 0 会被移除
    
    redis> SET mykey 3.0
    OK
    
    redis> GET mykey                                    # SET 设置的值小数部分可以是 0
    "3.0"
    
    redis> INCRBYFLOAT mykey 1.000000000000000000000    # 但 INCRBYFLOAT 会将无用的 0 忽略掉，有需要的话，将浮点变为整数
    "4"
    
    redis> GET mykey
    "4"

## 处理子串 ##

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>命令</th> 
   <th>例子和描述</th> 
   <th>返回值和备注</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>append</td> 
   <td>apped key-name value --将value追加到key存储的值的末尾</td> 
   <td>追加指定值之后， key 中字符串的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>getrange</td> 
   <td>getname key-name start end --获取索引[start, end]的子串</td> 
   <td>建议使用getrange而不是substr来获取子串</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>setrange</td> 
   <td>setrange key-name offset value --从start偏移量开始的子串设置位给定值</td> 
   <td>返回字符串的长度</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>strlen</td> 
   <td>返回字符串的长度</td> 
   <td></td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### append ###

#### 作用 ####

*  Append 命令用于为指定的 key 追加值。
 *  如果 key 已经存在并且是一个字符串， APPEND 命令将 value 追加到 key 原来的值的末尾。
 *  如果 key 不存在， APPEND 就简单地将给定 key 设为 value ，就像执行 SET key value 一样。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> APPEND KEY_NAME NEW_VALUE

#### 可用版本 ####

`>= 2.0.0`

#### 返回值 ####

追加指定值之后， key 中字符串的长度。

#### 实例 ####

# 对不存在的 key 执行 APPEND
    
    redis> EXISTS myphone               # 确保 myphone 不存在
    (integer) 0
    
    redis> APPEND myphone "nokia"       # 对不存在的 key 进行 APPEND ，等同于 SET myphone "nokia"
    (integer) 5                         # 字符长度
    
    
    # 对已存在的字符串进行 APPEND
    
    redis> APPEND myphone " - 1110"     # 长度从 5 个字符增加到 12 个字符
    (integer) 12
    
    redis> GET myphone
    "nokia - 1110"

### strlen ###

#### 作用 ####

*  用于获取指定 key 所储存的字符串值的长度。
 *  当 key 储存的不是字符串值时，返回一个错误。

#### 语法 ####

redis 127.0.0.1:6379> STRLEN KEY_NAME

#### 可用版本 ####

`>= 2.2.0`

#### 返回值 ####

*  字符串值的长度
 *  当 key 不存在时，返回 0

#### 实例 ####

# 获取字符串的长度
    
    redis> SET mykey "Hello world"
    OK
    
    redis> STRLEN mykey
    (integer) 11
    
    
    # 不存在的 key 长度为 0
    
    redis> STRLEN nonexisting
    (integer) 0

# 内部编码 #

字符串类型的内部编码有三种

*  int：64位有符号整数表示的字符串
 *  embstr：小于或者等于44字节的字符串；这种类型的编码在内存使用和性能方面更有效率
 *  raw：用于长度大于44字节的字符串

redis会根据当前值的类型和长度决定使用哪种内部编码实现

*  整数类型的实例：

127.0.0.1:6379> SET mykey 12345
    OK
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING mykey
    "int"

*  短字符串类型的实例

127.0.0.1:6379> SET mykey "a string"
    OK
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING mykey 
    "embstr"

*  长字符串类型的实例

127.0.0.1:6379> SET mykey "a llllllllllllllllllllllongongongong stringstringstingstring whos lengt is more 66"
    OK
    127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING mykey
    "raw"

# 应用场景 #

## 缓存 ##

字符串最经典的使用场景，redis作为缓存层，mysql作为存储层，绝大部分请求都是redis中获取，由于redis具有支撑高并发的特性，所以缓存通常能够起到**加速读写和降低后端压力**的作用

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]

*  该函数用于获取用户的基础信息

UserInfo getUserInfo(long id){
        
    ...
    }

*  首先从Redis获取用户信息：

// 定义键
    userRedisKey = "user:info:" + id;
    // 从Redis获取值
    value = redis.get(userRedisKey);
    if (value != null) {
        
        // 将值进行反序列化为UserInfo并返回结果
        userInfo = deserialize(value);
        return userInfo;
    }

*  如果没有从Redis获取到用户信息， 需要从MySQL中进行获取， 并将结果回写到Redis， 添加1小时（3600秒） 过期时间

// 从MySQL获取用户信息
    userInfo = mysql.get(id);
    // 将userInfo序列化， 并存入Redis
    redis.setex(userRedisKey, 3600, serialize(userInfo));
    // 返回结果
    return userInfo

整个功能的伪代码如下

UserInfo getUserInfo(long id){
        
        userRedisKey = "user:info:" + id
        value = redis.get(userRedisKey);
        UserInfo userInfo;
        if (value != null) {
        
            userInfo = deserialize(value);
        } else {
        
            userInfo = mysql.get(id);
            if (userInfo != null)
                redis.setex(userRedisKey, 3600, serialize(userInfo));
        }
        return userInfo;
    }

## 计数器 ##

许多应用都会使用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， 同时数据可以异步落地到其他数据源。 例如笔者所在团队的视频播放数系统就是使用Redis作为视频播放数计数的基础组件， 用户每播放一次视频， 相应的视频播放数就会自增1。

long incrVideoCounter(long id){
        
    	key = "video:playCount:" + id;
    	return redis.incr(key);
    }

实际上一个真实的计数系统要考虑的问题会很多： 防作弊、 按照不同维度计数， 数据持久化到底层数据源等。

## 共享session ##

如下图，一个分布式web服务将用户的session信息（比如用户登录信息）保存在各自服务器中，这样会造成一个问题，出于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户的访问均衡到不同服务器上，用户刷新一次就能就需要重新登录，这个用户是无法容忍的

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
为解决这个问题，可以使用redis将用户的session进行集中管理，如下图，在这种模式下只要保证redis是高可用和扩展性的，每次用户更新或者查询登录信息都直接从redis中集中获取即可

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]

## 限速 ##

很多应用出于安全考虑，会在每次进行登录时，让用户输入手机验证码，从而确定是否是本人。但是为了短信接口不被频繁范文，会限制用户每分钟获取验证码的频率，比如一分钟不能超过5次， 如图所示。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAT2NlYW4mJlN0YXI_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]  
此功能可以使用Redis来实现， 下面的伪代码给出了基本实现思路：

phoneNum = "138xxxxxxxx";
    key = "shortMsg:limit:" + phoneNum;
    // SET key value EX 60 NX
    isExists = redis.set(key,1,"EX 60","NX");
    if(isExists != null || redis.incr(key) <=5){
        
        // 通过
    }else{
        
        // 限速
    }

上述就是利用Redis实现了限速功能， 例如一些网站限制一个IP地址不  
能在一秒钟之内访问超过n次也可以采用类似的思路。

*  [https://blog.csdn.net/wscl9527/article/details/84027494][https_blog.csdn.net_wscl9527_article_details_84027494]

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