String類型介紹

redis中的string類型最大的特點就是，string中的字符串不僅僅可以用來存儲文本數據、整數和普通的文本字符串，還可以用來存JSON、xml、二進制數據(圖片，視頻，音頻…)，因為對于任何類型的數據，redis都會把數據按UTF-8編碼成一串二進制存儲起來
為了防止音頻視頻 體積過大，Redis 限制string類型的value大小最大是 512M。
為啥要做這個限制呢，主要還是因為Redis 是單線程模型，不希望進行的操作太復雜，希望操作能比較快速~~

redis采用的字符集

講 mysql 的時候，我們知道 mysql 默認的字符集，是拉丁文。插入中文，就會失敗，而redis就不會，因為redis的字符集只有UTF-8一種

json類型介紹

JSON（JavaScript Object Notation）即 JavaScript 對象表示法 ，是一種輕量級的數據交換格式。它能夠以人類可讀的文本形式表示數據，結構清晰。比如 {“name”: “John”, “age”: 30} ，很容易理解其中表示的是一個人的姓名和年齡信息。

json字符串不僅可以表示簡單的鍵值對，也能嵌套表示復雜的對象和數組結構 。例如 {“students”: [{“name”: “Alice”, “score”: 90}, {“name”: “Bob”, “score”: 85}]} ，能表示多個學生的成績信息。
幾乎所有現代編程語言都有處理 JSON 的庫或內置支持，方便不同語言編寫的系統之間進行數據交互。

String類型的命令

set key value + [EX seconds] + [NX|XX]

Redis 的 SET 命令結合 EX、NX、XX 等選項可以實現更靈活的鍵值設置功能，具體格式和含義如下：

基本語法：

SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX]

各選項含義：

• EX seconds：設置鍵的過期時間，單位為秒（例如 EX 3600 表示 1 小時后過期）。
• NX：全稱 “Not Exists”，僅當鍵不存在時才設置值（常用于分布式鎖場景，避免覆蓋已有值）。
• XX：全稱 “Exists”，僅當鍵已存在時才設置值（常用于更新已有鍵）。

示例：

1. 設置鍵 user:1001 的值為 zhangsan，并設置 1 小時過期：

   SET user:1001 zhangsan EX 3600
   

2. 僅當 user:1001 不存在時，才設置值并過期 1 小時：

   SET user:1001 zhangsan EX 3600 NX
   

   （若鍵已存在，命令返回 nil，不做任何操作）

3. 僅當 user:1001 已存在時，才更新值并保持 1 小時過期：

   SET user:1001 lisi EX 3600 XX
   

   （若鍵不存在，命令返回 nil，不做任何操作）

注意：

• NX 和 XX 是互斥的，不能同時使用。
• 若同時指定 EX 和 PX，以最后出現的選項為準。
• 當set key value + ex + EX seconds 后面沒有加NX或XX時
  • 如果 key 不存在，則會創建新的鍵值對。
  • 如果 key 存在，則是讓新的 value 覆蓋舊的 value。可能會改變原來的數據類型。同時原來這個 key 的 ttl（生存時間）也會失效，即新的ttl也會覆蓋舊的ttl，即使新語句中沒有設置ttl，舊的ttl依然會失效
• set key value ex 10相當于set key value; expire key 10，唯一區別在于前者是原子性操作，相當于把兩步合為一步
• SETNX + key value相當于 set key value NX
• SETXX + key value 相當于 set key value XX
• SETEX + key value相當于 set key value EX + seconds
• SETPX/PSETEX + key value相當于 set key value PX + pseconds

incr key

incr key效果是讓key對應的value=value + 1

時間復雜度：O(1)

incr對操作的key對應的value類型有限制嗎？

此時key對應的value必須得是整數~（64位/8字節表示的整數. 相當于C++中的long long 或者Java中long 表示的范圍是非常非常大的）

incr key操作的返回值是什么？

就是 + 1 之后的value

incr操作的key可以不存在嗎？

incr操作的key如果不存在，就會把這個key的value當做0來使用.

多個客戶端同時針對同一個key進行incr操作時，存不存在“線程安全”問題？

由于redis處理命令的時候，是單線程模型. 多個客戶端同時針對同一個key進行incr操作，不會引起“線程安全”問題.

incrby key n

效果是讓key對應的value=value + n

時間復雜度：O(1)

incrby操作的key如果不存在，結果會怎樣？

先創造一個<key ，0>的鍵值對，value = 0 + n = n

incrby key n中n可以是負數嗎？

可以

incrby操作的key對應的value類型可以不是整數嗎？

不行

decr key

效果是value=value - 1
時間復雜度：O(1)
特殊情況處理和incr 保持一致，故不再多說

decryby key n

效果是value=value - n
特殊情況處理和incr 保持一致，故不再多說
時間復雜度：O(1)

incrbyfloat key float

效果就是value=value+float
時間復雜度：O(1)
注意：

• 此時key對應的value必須得是浮點數~
• float值可以為負，可以通過加上負數的形式來實現減法～～

append key + Str

如何拼接兩個string類型的字符串？

格式為 append key + Str ，含義是將key對應的String類型的value和后面的String類型的Str，兩個字符串拼成一個字符串，str追加到value的后面

append key + Str 中，key可以不存在嗎？

可以的，執行完畢之后，key對應的value就是string類型的str

append key3 你好 其中key3在語句執行時不存在，請問redis執行完這條命令之后返回的結果是什么？

返回的結果是6，append key + Str的返回值是追加后字符串的總長度（單位是字節）。在本題中追加后的字符串就是你好，一個漢字用UTF-8去編碼，占3個字節，兩個漢字就是6字節

注意：

• 當前咱們的xshell終端，默認的字符編碼是utf8。在終端中輸入漢字之后，也就是按照utf8編碼的，而一個漢字在utf8字符集中，通常是3個字節~
• 在啟動redis客戶端的時候，加上一個-raw這樣的選項.就可以使redis客戶端能夠自動的把二進制數據嘗試翻譯.
• 操作linux的時候，千萬注意，不要亂按ctrl + s，ctrl + s在xshell中的作用是“凍結當前畫面”，ctrl + q解除凍結~~

getrange key [start] [end]

如何從一個字符串中切分出一個子串呢？

使用getrange key start end
其中key對應的value就是我們要切分的目標字符串
start就是我們切分的起點下標，end就是我們切分的終點下標，執行完getrange key start end之后，返回的結果就是將原字符串從start到end這中間的一段切分下來形成的子字符串（包括start和end）

Redis中start和end指定的區間，是左開右閉區間嗎？

不是，左右都是閉區間！redis 中指定的區間，都是閉區間！！！
C++ 和 Java 中，談到一個區間，大多都是前閉后開（左閉右開）
編程這個大圈子中，區間大多是前閉后開，但是確實有特殊情況

start和end可以傳負數嗎？

在 Redis 的 GETRANGE 命令中，start 和 end 參數可以傳入負數，表示從字符串的末尾開始計數，其中：

• -1 代表字符串的最后一個字符
• -2 代表倒數第二個字符，以此類推

getrange key start end中，key對應是value可以是string類型的漢字嗎？

可以是可以，但是切起來會比較奇怪
如果字符串中保存的是漢字，此時進行子串切分，很可能切出來的就不是完整的漢字了

上述的代碼，是強行切出了中間的四個字節.隨便這么一切，切出的結果在utf8碼表上不知道能查出啥了

上述問題，在C++中的substr中同樣存在，Java中就沒事，為什么呢？

• Java中字符串的基本單位，是字符(Java的字符，占2個字節的字符). Java中相當于String幫我們把漢字的編碼轉換都處理好了~~
• C++中字符串的基本單位是字節，C++這里頭對于漢字的處理，是沒那么完善的，就需要程序猿手動處理了

SETRANGE key [offset] [value]

我想把一個字符串從下標6開始往后，替換成我給的字符串str，我該怎么做？

SETRANGE key 6 str
當offset=6時，就會將key對應的字符串從下標6開始往后，替換成我給的str字符串

offset指定的string下標從0開始還是從1開始？

從0開始

setrange操作的key對應的value和替換用的value可以是中文字符串嗎？

當然可以，但是如果當前value是一個中文字符串，進行setrange的時候，是可能會搞出問題的!!
我們都知道一個漢字要用三個字節來存，如果你從下標為1的位置開始，將下標123替換為一個漢字，那其實后面解釋的時候，是會把012三個下標對應的三個字節解釋成一個漢字，這樣就肯定不是我們原來想換的漢字了，極有可能出現亂碼

setrange操作的key可以不存在嗎？

可以，setrange 針對不存在的 key 也是可以操作的。不過會把 offset 之前的內容填充成 0x00（注意這是一個字節，兩位16進制數據就是一個字節 ），下圖中\x00就是代表0x00

strlen key

如何獲得key對應的字符串的長度？

strlen key
注意：strlen的返回長度單位是字節，而MySQL中varchar(N)此處N的單位是字符. mysql中的一個字符，就可以是一個完整的漢字，所以mysql中的一個字符可能是多個字節

C++中，字符串的長度本身就是用字節為單位.Java中，字符串的長度則是以字符為單位的. Java中的一個char == 2字節，Java中的char基于unicode這樣的編碼方式 就能夠表示中文等符號~~
剛才說了半天，一個漢字通常是 3 個字節呀～～（編碼方式是 utf8）Java 里頭咋一個 2 字節的 char 就能表示漢字呢？？
Java 中的 char 用的是 unicode編碼. 一個漢字使用兩個字節
Java 中的 String，則是用的 utf8. 一個漢字就是 3 個字節了.
Java 的標準庫內部，在進行上述的操作過程中，程序猿一般是感知不到編碼方式的變換的～～

strlen操作的key可以不存在嗎？

可以，如果是這樣，那么結果返回0

strlen操作的key對應的value可以不是string類型嗎？

不可以，也就是說如果value不是string類型，那么strlen key執行就會報錯

如何獲得一個string類型的value的內部編碼？

object encoding + key

string 內部哪些編碼方式？分別都是在什么情況下使用？

• int 64位/8字節的整數，若字符串中存儲的是一串數字，比如“1234545”，像這樣的字符串我們通常就用int編碼方式
• embstr 壓縮字符串. 適用于表示比較短的字符串.，當字符串的長度小于39時，通常用embstr編碼方式來存儲
• raw 普通字符串. 適用于表示更長的字符串,只是單純的持有字節數組，當字符串的長度大于39時，我們通常用raw編碼方式來存儲

請問如果String類型的value中存的是“1.5”，那它內部的存儲方式是什么呢？

實驗告訴我們是embstr，即redis 存儲小數，本質上還是當做字符串來存儲（string類型中embstr編碼方式）。這就和整數相比差別很大了。整數直接使用 int 來存（準確來說是一個 long long (C++) / long (Java)），比較方便進行算術運算。小數則是使用字符串來存。意味著每次進行算術運算，都需要把字符串轉成小數，進行運算，結果再轉回字符串保存……

假如說現在有一個場景，有非常多的 key，類型都是 string。但是每個 value 的 string 長度都是 100 左右，請問string類型內部編碼方式應該選哪種？

本來按道理來說，長度大于39，我們應該選擇raw，但是raw所占的空間更大，如果我們更關注整體的內存空間，這樣的字符串使用 embstr 來存儲也不是不能考慮。
那人家規定embstr最多只能存39字節，再多了存不下，你說怎么辦呢？
很簡單，改配置就行了，先看 redis 是否提供了對應的配置項，可以修改 39 這個數字，如果沒有提供配置型，就需要針對 redis 源碼進行魔改~

為啥很多大廠，往往是自己造輪子，而不是直接使用業界成熟的呢？
開源的組件，往往考慮的是通用性，但是大廠往往會遇到一些極端的業務場景。 往往就需要根據當前的極端業務，針對上述的開源組件進行定制化
網上也經常有種說法，大廠造輪子，一般是為了 kpi

Redis中string類型的應用場景

1.Redis最典型的應用場景：充當mysql的Cache

Redis+MYSQL架構下，數據的訪問策略是什么？應用服務器訪問數據的時候，會先查詢Redis，如果命中了，會怎么處理，如果沒有命中，又會怎么處理？
整體的思路:應用服務器訪問數據的時候, 先查詢 Redis.如果 Redis 上數據存在了, 就直接從 Redis 取數據交給應用服務器.不繼續訪問數據庫了.
如果 Redis 上數據不存在, 再讀取 MySQL. 把讀到的結果, 返回給應用服務器同時, 把這個數據也寫入到 Redis 中.

偽代碼實現

下面的偽代碼模擬了圖2-10的業務數據訪問過程：
1）假設業務是根據用戶uid獲取用戶信息

UserInfo getUserInfo(long uid) {...
}

2）首先從Redis獲取用戶信息，我們假設用戶信息保存在“user:info:”對應的鍵中：

// 根據uid得到Redis的鍵
String key = "user:info:" + uid;// 嘗試從Redis中獲取對應的值
String value = Redis 執行命令: get key;
// 如果緩存命中(hit)
if (value != null) {// 假設我們的用戶信息按照JSON格式存儲UserInfo userInfo = JSON 反序列化(value);return userInfo;
}

// 如果緩存未命中(miss)
if (value == null) {// 從數據庫中，根據uid獲取用戶信息UserInfo userInfo = MySQL 執行 SQL: select * from user_info where uid = <uid>// 如果表中沒有uid對應的用戶信息if (userInfo == null) {響應404return null;}// 將用戶信息序列化成JSON格式String value = JSON 序列化(userInfo);// 寫入緩存，為了防止數據腐爛(rot)，設置過期時間為1小時（3600秒）Redis 執行命令: set key value ex 3600// 返回用戶信息return userInfo;
}

什么是熱點數據？

Redis 這樣的緩存，經常用來存儲 “熱點” 數據。所謂的熱點數據，也就是高頻被使用的數據，是如何定義的呢？（什么樣的數據叫做被高頻使用的數據？）
這個定義方式，結合業務場景有很多種方式的。剛才上述描述的過程，相當于是把最近使用到的數據作為熱點數據。
暗含了一層假設: 某個數據一旦被用到了，那么很可能在最近這段時間就會被反復用到，也就是時空局部性

上述策略有一個明顯的問題，隨著時間的推移， redis 中的數據肯定是越來越多，那Redis的容量其實是很有限的呀，容不下這么多數據怎么辦？

1. 在把數據寫給 redis 的同時，給這個 key 設置一個過期時間。到了過期時間，這個鍵值對就會被redis刪除了
2. Redis 也在內存不足的時候，提供了淘汰策略，比如我們機組中學到的LRUCache置換算法

Redis中為什么要給key加很多前綴？

主要就是為了區分不同種類的數據
mysql中，記錄是存在表中的，而redis中沒有表這樣的結構，那我們就通過前綴對鍵值對進行歸類
與 MySQL 等關系型數據庫不同的是，Redis 沒有表、字段這種命名空間，而且也沒有對鍵名有強制要求（除了不能使用一些特殊字符 ）。但設計合理的鍵名，有利于防止鍵沖突和項目的可維護性，比較推薦的方式是使用 “業務名:對象名:唯一標識:屬性” 作為鍵名。
例如，MySQL 的數據庫名為 vs，用戶表名為 user_info，那么對應的鍵可以使用 “vs:user_info:6379”、“vs:user_info:6379:name” 來表示，如果當前 Redis 只會被一個業務使用，可以省略業務名 “vs:”。如果鍵名過長，則可以使用團隊內部都認同的縮寫替代，例如 “user:6379:friends:messages:5217” 可以被 “u:6379:fr:m:5217” 代替。畢竟鍵名過長，還是會導致 Redis 的性能明顯下降的。

2.計數功能

許多應用都會使用Redis作為計數的基礎工具，它可以實現快速計數、查詢緩存的功能，同時數據可以異步處理或者落地到其他數據源。如下圖所示，例如視頻網站的視頻播放次數可以使用Redis來完成：用戶每播放一次視頻，相應的視頻播放數就會自增1。

企業為啥老樂意收集用戶的數據??
說人話就是，統計你喜歡看啥，統計出來之后，就給你多推送啥
統計 => 進一步明確用戶的需求 => 根據需求改進和迭代產品

Redis 并不擅長數據統計，比如，想在上述的 Redis 中，統計播放量前 100 的視頻有哪些，基于 Redis 搞就很麻煩，相比之下，如果是 mysql 來存儲上述數據， SELECT * FROM videos ORDER BY play_count DESC LIMIT 100;一個 sql 就搞定了~~

什么叫做，異步的方式將播放量同步到其他數據源？

異步寫入的意思是，Redis把數據更改的信息傳過來之后，不用看著mysql將信息同步，再繼續工作，而是我給MYSQL發個信號，通知他一聲，然后我就去干下一份工去了

實際中要開發一個成熟、穩定的真實計數系統，要面臨的挑戰遠不止如此簡單：防作弊（識別出惡意刷票的情況，并屏蔽這種情況）、按照不同維度計數（不只看播放量）、避免單點問題、數據持久化到底層數據源等。

3.共享session會話

為什么要共享session會話？

就比如你去醫院看病。這個病一次瞧不好。需要多次治療，但是你每次去的時候不一定能夠確保都是同一個醫生給你看病。那如果你前兩次去的時候是甲醫生給你看，第三次去的時候是乙醫生給你看。那么乙醫生頭一次給你看病，不了解你的情況，工作就很難開展。那這個問題應該怎么解決呢？醫院的解決方式就是給你發個病歷，前兩次去看病的時候，甲大夫都會將這次看病的過程記錄在病歷中，第三次你再去看病的時候，一大夫就不用再重新問了。而是直接看病例就能快速的了解你的情況。那么醫院引入病例的操作就相當于redis中引入共享session會話
引入共享機制之前，對于某個用戶，每個應用服務器都會維護一份該用戶與當前服務器的會話數據，不同服務器之間的會話數據彼此之間是不同步的，比如我前兩次追番的記錄，都在1號服務器的session會話中，我第三次訪問到了2號服務器，那這個2號服務器中就沒有我的追番記錄。
引入共享session機制之后，所有的session信息統一由一個服務器來管理和存儲，此時所有的會話數據，就可以被所有服務器共享

4.手機驗證碼

這個過程很簡單，廠家首先將驗證碼發送到用戶的手機中，然后用戶把短信收到的驗證碼這一串數，再提交到系統中，系統進行驗證驗證碼是否正確
但是這個過程中也有一些要求，比如

• 限制驗證碼5分鐘內有效
• 限制用戶在 1分鐘之內，最多獲取 5 次驗證碼
  這個主要還是怕用戶頻繁獲取驗證碼，對于我們的服務器壓力過大。或者 （每次獲取驗證碼必須間隔 30 秒~~ ）

偽代碼
限制一分鐘內最多獲取五次驗證碼
驗證碼5分鐘內有效
將用戶輸入的驗證碼，與redis數據庫中的驗證碼進行比對，檢測輸入是否正確

String 發送驗證碼(phoneNumber) {key = "shortMsg:limit:" + phoneNumber;// 設置過期時間為 1 分鐘（60 秒）// 使用 NX，只在不存在 key 時才能設置成功bool r = Redis 執行命令: set key 1 ex 60 nxif (r == false) {// 說明之前設置過該手機的驗證碼了long c = Redis 執行命令: incr keyif (c > 5) {// 說明超過了一分鐘 5 次的限制了// 限制發送return null;}}// 走到這說明要么之前沒有設置過手機的驗證碼；要么次數沒有超過 5 次String validationCode = 生成隨機的 6 位數的驗證碼();validationKey = "validation:" + phoneNumber;// 驗證碼 5 分鐘（300 秒）內有效Redis 執行命令: set validationKey validationCode ex 300;// 返回驗證碼，隨后通過手機短信發送給用戶return validationCode;
}// 驗證用戶輸入的驗證碼是否正確
bool 驗證驗證碼(phoneNumber, validationCode) {validationKey = "validation:" + phoneNumber;String value = Redis 執行命令: get validationKey;if (value == null) {// 說明沒有這個手機的驗證碼記錄，驗證失敗return false;}if (value == validationCode) {return true;} else {return false;}
}