Redis string字符串

1年前 (2024-04-28)

string（字符串）是 Redis 中最简单的数据类型。我们知道，Redis 所有数据类型都是以 key 作为键，通过检索这个 key 就可以获取相应的 value 值。Redis 存在多种数据类型，比如字符串、列表、哈希散列等，它们对应的 value 结构各不相同。本节先讲解字符串的相关知识。

认识Redis字符串

Redis 使用标准 C 语言编写，但在存储字符时，Redis 并未使用 C 语言的字符类型，而是自定义了一个属于特殊结构 SDS（Simple Dynamic String）即简单动态字符串），这是一个可以修改的内部结构，非常类似于 Java 的 ArrayList。

1) SDS动态字符串

SDS 的结构定义如下：

struct sdshdr{
//记录buf数组中已使用字符的数量，等于 SDS 保存字符串的长度
int len;
//记录 buf 数组中未使用的字符数量
int free;
//字符数组，用于保存字符串
char buf[];

从上述结构体可以看出，Redis string 将字符串存储到字符类型的buf[]中，并使用 len、free对buf[]数组的长度和未使用的字符数进行描述。

下图展示了 SDS 字符串的结构示意图：

图1

上图 1 存储了一个len为 4 的 “java\0”字符串，并且未使用的字符数free为 0。你可能注意到 buf 数组存储的字符串仍然以 C语言字符格式的“\0”结尾的，这样做的目的是为了能够重用 C语言库 <string.h> 中的部分函数。

在 C语言中，字符串类型的结尾以空字符串 ‘\0’来标识的。但在某些情况下，字符串可能会包含具有实际意义的“空字符”，此时 C语言就无确的存取这个字符了，而 Redis 通过 len 来标识字符串的总长度，从而保证了数据的二进制安全特性。

2) 分配冗余空间

string 采用了预先分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配，如下图所示：

图2

如图 2 所示，Redis 每次给 string 分配的空间都要大于字符串实际占用的空间，这样就在一定程度上了 Redis string 存储的效率，比如当字符串长度变大时，无需再重新申请内存空间。

3) string自动扩容

当字符串所占空间小于 1MB 时，Redis 对字符串存储空间的扩容是以成倍的方式增加的；而当所占空间超过 1MB 时，每次扩容只增加 1MB。Redis 字符串允许的值字节数是 512 MB。

Redis字符串令

1) 令格式

Redis 提供了操作字符串的令，通过学习这些令我们可以掌握如何使用它们，其语法格式如下：

redis 127.0.0.1:6379> COMMAND KEY_NAME

COMMAND：表示字符串的令；

KEY_NAME：表示 key（键）的名称。

在练习令的过程中，大家要善于利用 Redis 客户端给出的自动语法提示，比如SET令的格式如下：

127.0.0.1:6379> SET key value [EX seconds|PX milliseconds] [NX|      ]

其中[]内代表可选参数，其含义如下所示：

EX seconds：设置指定的过期时间，以秒为单位；

PX milliseconds：设置指定的过期时间，以毫秒为单位；

NX：先判断 key 是否存在，如果 key 不存在，则设置 key 与 value；

：先判断 key 是否存在，如果 key 存在，则重新设置 value。

SET令演示：在 key 不存在的情况下设置过期时间为 60s：

#key的过期时间为60s，过期后自动删除

redis 127.0.0.1:6379> SET www.biancheng网站站点" rel="nofollow" />

redis 127.0.0.1:6379> GETRANGE KEY_NAME start end

注意，字符串的截取范围由 start 和 end 两个偏移量决定（包括 start 和 end 在内的闭区间）

示例如下：

127.0.0.1:6379> SET website www.biancheng网站站点" rel="nofollow"  />  
127.0.0.1:6379> GETSET num first
"6"
127.0.0.1:6379> GETSET num second
"first"
#查看长度值
127.0.0.1:6379> strlen num
(integer) 6

注意：num 之前存储的值为“6”，所以结果返回“6”。

3) SETEX令

将值 value 存储到 key 中，并将 key 的过期时间设为 seconds (以秒为单位)。示例如下：

#设置过期时间为60s
127.0.0.1:6379> SETEX www.biancheng网站站点" rel="nofollow"  />  
#返回0，说明令执行失败
127.0.0.1:6379> MSETNX www.biancheng网站站点" rel="nofollow"  />   
redis 127.0.0.1:6379> SETRANGE KEY_NAME OFFSET VALUE

KEY_NAME：指 key 的名字；

OFFSET：指初始偏移量；

VALUE：指要替换成的字符串。

示例如下：

127.0.0.1:6379> SET word "hello world"
OK
127.0.0.1:6379> SETRANGE word 6 www.biancheng网站站点" rel="nofollow"  />