string类型详解
- 一、string类型的概念
- 二、string类型的常用指令
- 2.1 SET
- 2.2 GET
- 2.3 MSET
- 2.4 MGET
- 2.5 SETNX
- 2.6 INCR
- 2.7 INCRBY
- 2.8 DECR
- 2.9 DECRBY
- 2.10 INCRBYFLOAT
- 2.11 APPEND
- 2.12 GETRANGE
- 2.13 SETRANGE
- 2.14 STRLEN
- 三、string类型的命令小结
- 四、string类型的内部编码
- 五、string类型的典型使用场景
一、string类型的概念
字符串类型是 Redis 最基础的数据类型，关于字符串需要特别注意：
- ⾸先 Redis 中所有的键的类型都是字符串类型，⽽且其他⼏种数据结构也都是在字符串类似基础上构建的，例如列表和集合的元素类型是字符串类型，所以字符串类型能为其他 4 种数据结构的学习奠定基础。
- 如上图所⽰，字符串类型的值实际可以是字符串，包含⼀般格式的字符串或者类似 JSON、XML 格式的字符串；数字，可以是整型或者浮点型；甚⾄是⼆进制流数据，例如图⽚、⾳频、视频等。不过⼀个字符串的最⼤值不能超过 512 MB。
二、string类型的常用指令
2.1 SET
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（键值对的过期时间） 也全部失效。
语法：
SET key value [EX seconds|PX milliseconds|KEEPTTL] [NX|XX]
[ ]内是选填项，其他的是必填项
-
EX seconds：以秒作为单位设置key的过期时间
-
PX milliseconds：以毫秒作为单位设置key的过期时间
-
KEEPTTL：保留设置前指定键的生存时间
-
NX：只在key不存在时才设置，如果设置前key已存在，则不执行
-
XX：只在key存在时才设置，如果设置前key不存在，则不执行
返回值：成功返回ok，失败返回nil
使用方法：
-
当创建的value值没有空格时：可加引号可不加引号没有影响
-
当创建的value值有空格时需要加引号，否则会报错
//不存在时创建
127.0.0.1:6379> set key nexit nx
OK
127.0.0.1:6379> get key
"nexit"
//存在不创建
127.0.0.1:6379> set key look nx
(nil)
//存在时创建
127.0.0.1:6379> set key exit xx
OK
127.0.0.1:6379> get key
"exit"
//不存在不创建
127.0.0.1:6379> set key1 look xx
(nil)
//设置key的过期时间为10秒
127.0.0.1:6379> set key second ex 10
OK
127.0.0.1:6379> get key
"second"
//十秒后key被销毁
127.0.0.1:6379> get key
(nil)
2.2 GET
获取 key 对应的 value。如果 key 不存在，返回 nil。如果 value 的数据类型不是 string，会报错。
语法：
GET key
返回值：key 对应的 value，或者 nil 当 key 不存在时
使用方法：
127.0.0.1:6379> set key hello
OK
127.0.0.1:6379> get key
"hello"
//没创建key2，找不到
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)
//key3不是string类型，报错
127.0.0.1:6379> hset key3 name lx
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get key3
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
2.3 MSET
⼀次性设置多个 key 的值
MSET key value [key value ...]
返回值：永远是 OK
使用方法：
127.0.0.1:6379> mset key1 'name' key2 'age'
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"name"
127.0.0.1:6379> get key2
"age"
2.4 MGET
⼀次性获取多个 key 的值。如果对应的 key 不存在或者对应的数据类型不是 string，返回 nil
语法：
MGET key [key ...]
返回值：对应 value 的列表
使用方法：
127.0.0.1:6379> mset key1 'hello' key2 'world' key3 'redis'
OK
127.0.0.1:6379> mget key1 key2 key3
1) "hello"
2) "world"
3) "redis"
多次get 和单次mget的区别：
多次get会客户端会和服务器进行多次网络通信
单次mget客户端和服务器只进行一次网络通信
使⽤ mget / mset 由于可以有效地减少了⽹络时间，所以性能相较更⾼。假设⽹络耗时 1 毫秒，命令执⾏时间耗时 0.1 毫秒，则执⾏时间如表 所⽰
1000 次 get 和 1 次 mget 对⽐
| 操作 | 时间 |
|---|---|
| 1000 次 get | 1000 x 1 + 1000 x 0.1 = 1100 毫秒 |
| 1 次 mget 1000 个键 | 1 x 1 + 1000 x 0.1 = 101 毫秒 |
学会使⽤批量操作，可以有效提⾼业务处理效率，但是要注意，每次批量操作所发送的键的数量也不是⽆节制的，否则可能造成单⼀命令执⾏时间过⻓，导致 Redis 阻塞
2.5 SETNX
设置 key-value 但只允许在 key 之前不存在的情况下
语法：
SETNX key value
返回值：1 表⽰设置成功。0 表⽰没有设置
使用方法：
127.0.0.1:6379> setnx key 'hello'
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setnx key 'nihao'
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get key
"hello"
SET、SET NX 和 SET XX 的执⾏流程如图 :
2.6 INCR
将 key 对应的 string 表⽰的数字加⼀。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错
语法：
INCR key
返回值：integer 类型的加完后的数值
使用方法：
//key 不存在，0 + 1 = 1
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> incr key
(integer) 1
//整数类型，可以直接加1
127.0.0.1:6379> set key '20'
OK
127.0.0.1:6379> incr key
(integer) 21
//超出了整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key '234293482390480948029348230948'
OK
127.0.0.1:6379> incr key
(error) ERR value is not an integer or out of range
//不是整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> incr key
(error) ERR value is not an integer or out of range
2.7 INCRBY
将 key 对应的 string 表⽰的数字加上对应的值。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错
语法：
INCRBY key decrement
返回值：integer 类型的加完后的数值
使用方法：
//key 不存在，0 + 1 = 1
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> incrby key 3
(integer) 3
//整数类型，可以直接加3
127.0.0.1:6379> set key '10'
OK
127.0.0.1:6379> incrby key 3
(integer) 13
//不能使用非整数类型来加，报错
127.0.0.1:6379> incrby key 'not a number'
(error) ERR value is not an integer or out of range
//所加以后的值超出整数类型，报错
127.0.0.1:6379> incrby key '234293482390480948029348230948'
(error) ERR value is not an integer or out of range
//不能对非整数类型相加
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> incrby key 3
(error) ERR value is not an integer or out of range
2.8 DECR
将 key 对应的 string 表⽰的数字减⼀。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错
语法：
DECR key
返回值：integer 类型的减完后的数值
使用方法：
//对整数相减
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decr key
(integer) -1
127.0.0.1:6379> set key '10'
OK
127.0.0.1:6379> decr key
(integer) 9
//超出整数范围，报错
127.0.0.1:6379> set key '234293482390480948029348230948'
OK
127.0.0.1:6379> decr key
(error) ERR value is not an integer or out of range
//不是整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> decr key
(error) ERR value is not an integer or out of range
2.9 DECRBY
将 key 对应的 string 表⽰的数字减去对应的值。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错。
语法：
DECRBY key decrement
返回值：integer 类型的减完后的数值
使用方法：
//对整数类型直接相减
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decrby key 3
(integer) -3
127.0.0.1:6379> set key '10'
OK
127.0.0.1:6379> decrby key 3
(integer) 7
//不能使用非整数类型来减
127.0.0.1:6379> decrby key 'not a number'
(error) ERR value is not an integer or out of range
//超出了整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key '234293482390480948029348230948'
OK
127.0.0.1:6379> decrby key
(error) ERR wrong number of arguments for 'decrby' command
//对非整数类型相减，报错
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> decrby key 3
(error) ERR value is not an integer or out of range
2.10 INCRBYFLOAT
将 key 对应的 string 表⽰的浮点数加上对应的值。如果对应的值是负数，则视为减去对应的值。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的不是 string，或者不是⼀个浮点数，则报错。允许采⽤科学计数法表⽰浮点数。
语法：
INCRBYFLOAT key increment
返回值：加/减完后的数值
使用方法：
//正数时，相加
127.0.0.1:6379> set key 10.10
OK
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key 0.1
"10.2"
负数时，相减
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key -6
"4.2"
127.0.0.1:6379> set key 6.0e3
OK
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key 2.0e3
"8000"
很多存储系统和编程语⾔内部使⽤ CAS 机制实现计数功能，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
2.11 APPEND
语法：
APPEND KEY VALUE
返回值：追加完成之后 string 的⻓度
使用方法：
127.0.0.1:6379> get key
(nil)
127.0.0.1:6379> append key 'hello'
(integer) 5
127.0.0.1:6379> get key
"hello"
127.0.0.1:6379> append key 'world'
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get key
"helloworld"
2.12 GETRANGE
返回 key 对应的 string 的⼦串，由 start 和 end 确定（左闭右闭）。可以使⽤负数表⽰倒数。-1 代表倒数第⼀个字符，-2 代表倒数第⼆个，其他的与此类似。超过范围的偏移量会根据 string 的⻓度调整成正确的值。
语法：
GETRANGE key start end
返回值：string 类型的⼦串
使用方法：
127.0.0.1:6379> set key 'this is a string'
OK
127.0.0.1:6379> getrange key 0 3
"this"
127.0.0.1:6379> getrange key -3 -1
"ing"
127.0.0.1:6379> getrange key 0 -1
"this is a string"
2.13 SETRANGE
覆盖字符串的⼀部分，从指定的偏移开始
语法：
SETRANGE key offset value
返回值：替换后的 string 的⻓度
使用方法：
127.0.0.1:6379> set key 'hello world'
OK
127.0.0.1:6379> setrange key 6 'redis'
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get key
"hello redis"
//如果key不存在，从零位置开始替换不会报错
127.0.0.1:6379> setrange key1 0 'hello'
(integer) 5
127.0.0.1:6379> get key1
"hello"
//key不存在，从0以后的位置开始会报错
127.0.0.1:6379> set range key2 3 'hello'
(error) ERR syntax error
2.14 STRLEN
获取 key 对应的 string 的⻓度。当 key 存放的类似不是 string 时，报错
语法：
STRLEN key
返回值：string 的⻓度。或者当 key 不存在时，返回 0
使用方法：
127.0.0.1:6379> set key 'hello world'
OK
127.0.0.1:6379> strlen key
(integer) 11
127.0.0.1:6379> strlen nonexisting
(integer) 0
三、string类型的命令小结
| 命令 | 执⾏效果 | 时间复杂度 |
|---|---|---|
| set key value [key value…] | 设置 key 的值是 value | O(k), k 是键个数 |
| get key | 获取 key 的值 | O(1) |
| del key [key …] | 删除指定的 key | O(k), k 是键个数 |
| mset key value [key value …] | 批量设置指定的 key 和 value | O(k), k 是键个数 |
| mget key [key …] | 批量获取 key 的值 | O(k), k 是键个数 |
| incr key | 指定的 key 的值 +1 | O(1) |
| decr key | 指定的 key 的值 -1 | O(1) |
| incrby key n | 指定的 key 的值 +n | O(1) |
| decrby key n | 指定的 key 的值 -n | O(1) |
| incrbyfloat key n | 指定的 key 的值 +n | O(1) |
| append key value | 指定的 key 的值追加 value | O(1) |
| strlen key | 获取指定 key 的值的⻓度 | O(1) |
| setrange key offset value | 覆盖指定 key 的从 offset 开始的部分值 | O(n)，n 是字符串⻓度, 通常视为 O(1) |
| getrange key start end | 获取指定 key 的从 start 到 end 的部分值 | O(n)，n 是字符串⻓度, 通常视为 O(1) |
四、string类型的内部编码
字符串类型的内部编码有 3 种：
-
int：8 个字节的⻓整型。
-
embstr：⼩于等于 39 个字节的字符串
-
raw：⼤于 39 个字节的字符串
Redis 会根据当前值的类型和⻓度动态决定使⽤哪种内部编码实现
整型类型⽰例如下：
127.0.0.1:6379> set key 6379
OK
127.0.0.1:6379> object encoding key
"int"
短字符串⽰例如下：
//⼩于等于 39 个字节的字符串
127.0.0.1:6379> set key "hello"
OK
127.0.0.1:6379> object encoding key
"embstr"
⻓字符串⽰例如下：
//⼤于 39 个字节的字符串
127.0.0.1:6379> set key "one string greater than 39 bytes ........"
OK
127.0.0.1:6379> object encoding key
"raw"
五、string类型的典型使用场景
缓存（Cache）功能
- 下图 是⽐较典型的缓存使⽤场景，其中 Redis 作为缓冲层，MySQL 作为存储层，绝⼤部分请求的数据都是从 Redis 中获取。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
计数（Counter）功能
- 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，同时数据可以异步处理或者落地到其他数据源。例如视频⽹站的视频播放次数可以使⽤ Redis 来完成：⽤⼾每播放⼀次视频，相应的视频播放数就会⾃增 1
共享会话（Session）
- ⼀个分布式 Web 服务将⽤⼾的 Session 信息（例如⽤⼾登录信息）保存在各⾃的服务器中，但这样会造成⼀个问题：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将⽤⼾的访问请求均衡到不同的服务器上，并且通常⽆法保证⽤⼾每次请求都会被均衡到同⼀台服务器上，这样当⽤⼾刷新⼀次访问是可能会发现需要重新登录，这个问题是⽤⼾⽆法容忍的
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，例如⼀分钟不能超过 5 次
以上介绍了使⽤ Redis 的字符串数据类型可以使⽤的⼏个场景，但其适⽤场景远不⽌于此 。
