相关链接

Redis 常用命令，思维导图：https://www.kdocs.cn/view/l/ss49IFenIOSm

SDS数据格式：https://redisbook.readthedocs.io/en/latest/internal-datastruct/sds.html

String

string类型在redis中是最常见的类型，value存储最大数据量为512M，可以存放json数据，图像数据等等

String 底层实现

Redis中，默认以SDS作为自己的字符串表示。只有在一些字符串不可能出现变化的地方使用C字符串。

SDS源码定义如下：

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struct sdshdr{    
  // 用于记录buf数组中使用的字节的数目
  // 和SDS存储的字符串的长度相等  
	int len;    
  // 用于记录buf数组中没有使用的字节的数目   
	int free;    
  // 字节数组，用于储存字符串
	char buf[];
    //buf的大小等于len+free+1，其中多余的1个字节是用来存储’\0’的（‘\0’ 在c语言中占用一个字节的内存空间，也代表结束）。
};

SDS除了用来保存数据库中的字符串之外，SDS还被用作缓冲区（buffer），如AOF模块中的AOF缓冲区，以及客户端状态中的输入缓冲区

SDS 的存储示例：

img

使用SDS而不使用c语言的string的好处：

1、常数复杂度获取字符串长度：

SDS:只需要访问SDS的len属性就能得到字符串的长度，复杂度为O(1)。

2、杜绝缓冲区溢出：

Redis是C语言编写的，并没有方便的数据类型来进行内存的分配和释放（C++ STL String），必须手动进行内存分配和释放。

对于字符串的拼接、复制等操作，C语言开发者必须确保目标字符串的空间足够大，不然就会出现溢出的情况。

当使用SDS的API对字符串进行修改的时候，

  • API内部第一步会检测字符串的大小是否满足。
  • 如果空间已经满足要求，那么就像C语言一样操作即可。如果不满足，则拓展buf的空间
  • 之后再进行操作。每次操作之后，len和free的值会做相应的修改。
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扩展buf空间策略： 

修改之后总长度len<1MB: 总空间为2*len+1; 
修改之后总长度len>=1MB: 总空间为len+1MB+1。 
换句话说，预分配的空间上限是1MB，尽量为len。

3、减少修改字符串时带来的内存重分配次数

当执行字符串长度缩短的操作的时候，SDS并不直接重新分配多出来的字节，而是修改len和free的值（len相应减小，free相应增大，buf的空间大小不变化），避免内存重分配。

SDS也提供直接释放未使用空间的API，在需要的时候，也能真正的释放掉多余的空间。

4、二进制安全

C字符串除了末尾之外不能出现空字符，否则会被程序认为是字符串的结尾。这就使得C字符串只能存储文本数据，而不能保存图像，音频等二进制数据

使用SDS就不需要依赖控制符，而是用len来指定存储数据的大小，所有的SDS API都会以处理二进制的方式来处理SDS的buf的数据。程序不会对buf的数据做任何限制、过滤或假设，数据写入的时候是什么，读取的时候依然不变。

总结

C字符串 SDS
获取字符串长度的复杂度为O(N) 获取字符串长度的复杂度为O(1)
API是不安全的，可能会造成缓冲区溢出 API是安全的，不会造成缓冲区溢出
修改字符串长度N次必然需要执行N次内存重分配 修改字符串长度N次最多需要执行N次内存重分配
只能保存文本数据 可以保存文本或者二进制数据
可以使用所有库中的函数 可以使用一部分库的函数

String应用场景

  1. Session + Redis 实现Session共享
  2. 做计数器，计算文档浏览量。INCR article:readcount:{文章id} GET article:readcount:{文章id}
  3. 分布式锁
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线程1：SETNX product:10001 true//返回1代表锁获取成功

线程2：SETNX product:10001 true//返回0代表所获取失败

为什么不用hash存储呢？

如果想获取一个对象数据（user1）的name，那么需要把user1的所有数据拿出，在单独获取name；如果用STRING格式，那么只需要取出user:1:name数据即可。

常用命令的使用

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# redis数据写命令Set，相当于数据插入
127.0.0.1:6379> set name zlh   
# 返回值： ok，说明插入成功。如果当前name存在值则覆盖替换原有的value值。
 
# redis数据读命令Get，获取数据
127.0.0.1:6379> get name   
# 返回值： "zlh" ,如果当前key没有value值，则返回null
 
# redis数据追加命令Append，追加数据
127.0.0.1:6379> append name ' is my friend'   
# 返回值："zlh is my friend"  ，如果当前key的value有值则附加到原有string后面，如果没有则写入。
 
# redis数据删除
127.0.0.1:6379>del name
 
 
# redis数据读写操作命令GetSet，获取原有value值的同时写入新的value值
 
127.0.0.1:6379> getset name zlh   
# 返回值："zlh is my friend",这里返回的是原有name的value值，同时又给name的value设置新值zlh。
# 此时name的值真实值为zlh
 
127.0.0.1:6379> get name  
# 返回值：zlh ，因为上面getset给name的value设置值为zlh。
 

 
# redis数据加法计算命令incr，incrby，
# 数据加法运算,incr为+1内置运算，incrby为+n自设n运算
 
127.0.0.1:6379> incr name   
# -返回值：“数据不是整型或数据超出64位有符号整形数据范围” ，由于原有name的value为"zlh",所以不能转换为整型，故报异常。
 
127.0.0.1:6379> incr age   
# # 返回值：1，由于不存在age的key与value值，但是默认age为key值为0进行+1运算。
 
127.0.0.1:6379> incr age   
# -返回值：2，由于上一行代码给age赋值为1，这里incr命令进行+1运算，故返回值为2。
 
127.0.0.1:6379> incrby age 10   
# -返回值：12 ，因为原有age是2，这里+10故为12。
 

# redis数据减法计算命令decr，decrby, 
# 数据减法运算，decr为-1内置运算，decrby为减n自设n运算
 
127.0.0.1:6379> decr name   
# 返回值：“数据不是整型或数据超出64位有符号整形数据范围” ，由于原有name的value为"zlh",所以不能转换为整型，故报异常。
 
127.0.0.1:6379> decr age  
# 返回自：11，因为原有age的value值为12，这里decr是自减1的意思，故为11。
 
127.0.0.1:6379> decrby age 10  
# 返回值：1，因为原有age为11，这里-10，故为1。
 
 
 
# redis获取string长度的命令strlen
 
127.0.0.1:6379> strlen name   
# 返回值：3，因为name的value值为zlh，故长度为3，如果该key或者value不存在，则返回0。
 
# redis设置value值并设置过期时间命令setex（单位秒）
 
127.0.0.1:6379> setex sex 20 male   
# -返回值：ok，设置key为sex的value值为male,缓存的过期时间为20s。
 
127.0.0.1:6379> ddl sex   
# -返回值： 剩余过期时间，0为已过期，-1为永不过期。
 
127.0.0.1:6379> get sex   
# -返回值：male，说明此时为没有过期，当已经过期此处返回数据为null。
 
 
 
# redis赋值判断原值是否存在，存在不赋值，返回0；不存在才赋值，返回1；命令setnx
 
127.0.0.1:6379> setnx name Tom  
# -返回值：0，因为name的原有value为zlh，存在值则不赋值。
 
127.0.0.1:6379> gete name  
# -返回值：zlh，因为有值，故上面赋值为tom失败，返回0。
 
127.0.0.1:6379> setnx phone 18501733702   
# -返回值：1，赋值成功，因为原来不存在phone的key与value。
 
127.0.0.1:6379> get phone   
# -返回值：18501733702，说明上面的setnx赋值成功。
 
 
 
# redis字符串替换赋值，从指定位置开始替换，命令setrange
 
127.0.0.1:6379> setrange phone 9 123   
# 返回值：12，12为字符串长度，11位号码变成了12位。因为从第9位开始替换，替换到原有字符串的最后一位还没有替换完毕，所以在最后面添加啦一位设置为3。
 
127.0.0.1:6379> get phone  
# -返回值为：185017337123
 
127.0.0.1:6379> set phone  1    
# -这里为了下面说下setrange的其他特性，把电话设置为1.
 
127.0.0.1:6379> setrange phone 3 aaa   
# -返回值为：6，因为原有phone的value值为1，不到三位，用0*00替换2位，所以要添加2为才能替换第三位后面的值为aaa。
 
127.0.0.1:6379> get phone  
# -返回值：1\*00\*00aaa。理解下上面的操作就知道这里为什么是这样的返回值了
 
 
 
# redis截取字符串，从下标为n开始截取到n或n+1，类似c#中的substring，命令getrange
 
127.0.0.1:6379> set phone 18511112222 
# 方便下面操作
 
127.0.0.1:6379> getrange phone  1 5   
# -返回值：85017，因为getrange是从下标为1开始截取截取到下标为5，这里包含下标为5的值。
 
127.0.0.1:6379> getrange phone  0 0  
# -返回值:1，从下标为0开始截取，截取到下标为0，包含下标为0。故返回值为1。
 
127.0.0.1：6379> getrange phone 10 13   
# 返回值为：1，此号码下标直到10的11位号码，从10开始截取，截到第13位，后2位不存在忽略，只返回第10位。故返回干净的1。
 
 
 
# redis批量操作修改及读取string数据，
# 命令mget，批量读取，命令mset，批量赋值，
# 命令msetnx，带事务性的赋值，发现有一个key已经存在，所有事务回归，不做赋值处理操作
 
127.0.0.1:6379> mset name zlh age 30   
# -返回值：ok，这里设置了 key为name和age的value分别为zlh，30
 
127.0.0.1:6379> mget name zlh      
# 返回值：1>zlh  2>30 
 
127.0.0.1:6379> msetnx name Jim address China 
# -返回值为：0，没有做任何修改，因为key(name)已存在。
 
127.0.0.1:6379> mget name address   
# -返回值：1>zlh  2>null
# -这里看到adress空null，说明 mestnx 事物回归
 
127.0.0.1:6379> msetnx address China,hobbies sports  
# 返回值为：1，插入成功
 
127.0.0.1:6379> mget address hobbies   
# -返回值：1>China   2>sports