redis的数据类型：string

String类型介绍

redis中的string类型最大的特点就是，string中的字符串不仅仅可以用来存储文本数据、整数和普通的文本字符串，还可以用来存JSON、xml、二进制数据(图片，视频，音频…)，因为对于任何类型的数据，redis都会把数据按UTF-8编码成一串二进制存储起来
为了防止音频视频 体积过大，Redis 限制string类型的value大小最大是 512M。
为啥要做这个限制呢，主要还是因为Redis 是单线程模型，不希望进行的操作太复杂，希望操作能比较快速~~

redis采用的字符集

讲 mysql 的时候，我们知道 mysql 默认的字符集，是拉丁文。插入中文，就会失败，而redis就不会，因为redis的字符集只有UTF-8一种

json类型介绍

JSON（JavaScript Object Notation）即 JavaScript 对象表示法 ，是一种轻量级的数据交换格式。它能够以人类可读的文本形式表示数据，结构清晰。比如 {“name”: “John”, “age”: 30} ，很容易理解其中表示的是一个人的姓名和年龄信息。

json字符串不仅可以表示简单的键值对，也能嵌套表示复杂的对象和数组结构 。例如 {“students”: [{“name”: “Alice”, “score”: 90}, {“name”: “Bob”, “score”: 85}]} ，能表示多个学生的成绩信息。
几乎所有现代编程语言都有处理 JSON 的库或内置支持，方便不同语言编写的系统之间进行数据交互。

String类型的命令

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

Redis 的 SET 命令结合 EX、NX、XX 等选项可以实现更灵活的键值设置功能，具体格式和含义如下：

基本语法：

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

各选项含义：

• EX seconds：设置键的过期时间，单位为秒（例如 EX 3600 表示 1 小时后过期）。
• NX：全称 “Not Exists”，仅当键不存在时才设置值（常用于分布式锁场景，避免覆盖已有值）。
• XX：全称 “Exists”，仅当键已存在时才设置值（常用于更新已有键）。

示例：

1. 设置键 user:1001 的值为 zhangsan，并设置 1 小时过期：

   SET user:1001 zhangsan EX 3600
   

2. 仅当 user:1001 不存在时，才设置值并过期 1 小时：

   SET user:1001 zhangsan EX 3600 NX
   

   （若键已存在，命令返回 nil，不做任何操作）

3. 仅当 user:1001 已存在时，才更新值并保持 1 小时过期：

   SET user:1001 lisi EX 3600 XX
   

   （若键不存在，命令返回 nil，不做任何操作）

注意：

• NX 和 XX 是互斥的，不能同时使用。
• 若同时指定 EX 和 PX，以最后出现的选项为准。
• 当set key value + ex + EX seconds 后面没有加NX或XX时
  • 如果 key 不存在，则会创建新的键值对。
  • 如果 key 存在，则是让新的 value 覆盖旧的 value。可能会改变原来的数据类型。同时原来这个 key 的 ttl（生存时间）也会失效，即新的ttl也会覆盖旧的ttl，即使新语句中没有设置ttl，旧的ttl依然会失效
• set key value ex 10相当于set key value; expire key 10，唯一区别在于前者是原子性操作，相当于把两步合为一步
• SETNX + key value相当于 set key value NX
• SETXX + key value 相当于 set key value XX
• SETEX + key value相当于 set key value EX + seconds
• SETPX/PSETEX + key value相当于 set key value PX + pseconds

incr key

incr key效果是让key对应的value=value + 1

时间复杂度：O(1)

incr对操作的key对应的value类型有限制吗？

此时key对应的value必须得是整数~（64位/8字节表示的整数. 相当于C++中的long long 或者Java中long 表示的范围是非常非常大的）

incr key操作的返回值是什么？

就是 + 1 之后的value

incr操作的key可以不存在吗？

incr操作的key如果不存在，就会把这个key的value当做0来使用.

多个客户端同时针对同一个key进行incr操作时，存不存在“线程安全”问题？

由于redis处理命令的时候，是单线程模型. 多个客户端同时针对同一个key进行incr操作，不会引起“线程安全”问题.

incrby key n

效果是让key对应的value=value + n

时间复杂度：O(1)

incrby操作的key如果不存在，结果会怎样？

先创造一个<key ，0>的键值对，value = 0 + n = n

incrby key n中n可以是负数吗？

可以

incrby操作的key对应的value类型可以不是整数吗？

不行

decr key

效果是value=value - 1
时间复杂度：O(1)
特殊情况处理和incr 保持一致，故不再多说

decryby key n

效果是value=value - n
特殊情况处理和incr 保持一致，故不再多说
时间复杂度：O(1)

incrbyfloat key float

效果就是value=value+float
时间复杂度：O(1)
注意：

• 此时key对应的value必须得是浮点数~
• float值可以为负，可以通过加上负数的形式来实现减法～～

append key + Str

如何拼接两个string类型的字符串？

格式为 append key + Str ，含义是将key对应的String类型的value和后面的String类型的Str，两个字符串拼成一个字符串，str追加到value的后面

append key + Str 中，key可以不存在吗？

可以的，执行完毕之后，key对应的value就是string类型的str

append key3 你好 其中key3在语句执行时不存在，请问redis执行完这条命令之后返回的结果是什么？

返回的结果是6，append key + Str的返回值是追加后字符串的总长度（单位是字节）。在本题中追加后的字符串就是你好，一个汉字用UTF-8去编码，占3个字节，两个汉字就是6字节

注意：

• 当前咱们的xshell终端，默认的字符编码是utf8。在终端中输入汉字之后，也就是按照utf8编码的，而一个汉字在utf8字符集中，通常是3个字节~
• 在启动redis客户端的时候，加上一个-raw这样的选项.就可以使redis客户端能够自动的把二进制数据尝试翻译.
• 操作linux的时候，千万注意，不要乱按ctrl + s，ctrl + s在xshell中的作用是“冻结当前画面”，ctrl + q解除冻结~~

getrange key [start] [end]

如何从一个字符串中切分出一个子串呢？

使用getrange key start end
其中key对应的value就是我们要切分的目标字符串
start就是我们切分的起点下标，end就是我们切分的终点下标，执行完getrange key start end之后，返回的结果就是将原字符串从start到end这中间的一段切分下来形成的子字符串（包括start和end）

Redis中start和end指定的区间，是左开右闭区间吗？

不是，左右都是闭区间！redis 中指定的区间，都是闭区间！！！
C++ 和 Java 中，谈到一个区间，大多都是前闭后开（左闭右开）
编程这个大圈子中，区间大多是前闭后开，但是确实有特殊情况

start和end可以传负数吗？

在 Redis 的 GETRANGE 命令中，start 和 end 参数可以传入负数，表示从字符串的末尾开始计数，其中：

• -1 代表字符串的最后一个字符
• -2 代表倒数第二个字符，以此类推

getrange key start end中，key对应是value可以是string类型的汉字吗？

可以是可以，但是切起来会比较奇怪
如果字符串中保存的是汉字，此时进行子串切分，很可能切出来的就不是完整的汉字了

上述的代码，是强行切出了中间的四个字节.随便这么一切，切出的结果在utf8码表上不知道能查出啥了

上述问题，在C++中的substr中同样存在，Java中就没事，为什么呢？

• Java中字符串的基本单位，是字符(Java的字符，占2个字节的字符). Java中相当于String帮我们把汉字的编码转换都处理好了~~
• C++中字符串的基本单位是字节，C++这里头对于汉字的处理，是没那么完善的，就需要程序猿手动处理了

SETRANGE key [offset] [value]

我想把一个字符串从下标6开始往后，替换成我给的字符串str，我该怎么做？

SETRANGE key 6 str
当offset=6时，就会将key对应的字符串从下标6开始往后，替换成我给的str字符串

offset指定的string下标从0开始还是从1开始？

从0开始

setrange操作的key对应的value和替换用的value可以是中文字符串吗？

当然可以，但是如果当前value是一个中文字符串，进行setrange的时候，是可能会搞出问题的!!
我们都知道一个汉字要用三个字节来存，如果你从下标为1的位置开始，将下标123替换为一个汉字，那其实后面解释的时候，是会把012三个下标对应的三个字节解释成一个汉字，这样就肯定不是我们原来想换的汉字了，极有可能出现乱码

setrange操作的key可以不存在吗？

可以，setrange 针对不存在的 key 也是可以操作的。不过会把 offset 之前的内容填充成 0x00（注意这是一个字节，两位16进制数据就是一个字节 ），下图中\x00就是代表0x00

strlen key

如何获得key对应的字符串的长度？

strlen key
注意：strlen的返回长度单位是字节，而MySQL中varchar(N)此处N的单位是字符. mysql中的一个字符，就可以是一个完整的汉字，所以mysql中的一个字符可能是多个字节

C++中，字符串的长度本身就是用字节为单位.Java中，字符串的长度则是以字符为单位的. Java中的一个char == 2字节，Java中的char基于unicode这样的编码方式 就能够表示中文等符号~~
刚才说了半天，一个汉字通常是 3 个字节呀～～（编码方式是 utf8）Java 里头咋一个 2 字节的 char 就能表示汉字呢？？
Java 中的 char 用的是 unicode编码. 一个汉字使用两个字节
Java 中的 String，则是用的 utf8. 一个汉字就是 3 个字节了.
Java 的标准库内部，在进行上述的操作过程中，程序猿一般是感知不到编码方式的变换的～～

strlen操作的key可以不存在吗？

可以，如果是这样，那么结果返回0

strlen操作的key对应的value可以不是string类型吗？

不可以，也就是说如果value不是string类型，那么strlen key执行就会报错

如何获得一个string类型的value的内部编码？

object encoding + key

string 内部哪些编码方式？分别都是在什么情况下使用？

• int 64位/8字节的整数，若字符串中存储的是一串数字，比如“1234545”，像这样的字符串我们通常就用int编码方式
• embstr 压缩字符串. 适用于表示比较短的字符串.，当字符串的长度小于39时，通常用embstr编码方式来存储
• raw 普通字符串. 适用于表示更长的字符串,只是单纯的持有字节数组，当字符串的长度大于39时，我们通常用raw编码方式来存储

请问如果String类型的value中存的是“1.5”，那它内部的存储方式是什么呢？

实验告诉我们是embstr，即redis 存储小数，本质上还是当做字符串来存储（string类型中embstr编码方式）。这就和整数相比差别很大了。整数直接使用 int 来存（准确来说是一个 long long (C++) / long (Java)），比较方便进行算术运算。小数则是使用字符串来存。意味着每次进行算术运算，都需要把字符串转成小数，进行运算，结果再转回字符串保存……

假如说现在有一个场景，有非常多的 key，类型都是 string。但是每个 value 的 string 长度都是 100 左右，请问string类型内部编码方式应该选哪种？

本来按道理来说，长度大于39，我们应该选择raw，但是raw所占的空间更大，如果我们更关注整体的内存空间，这样的字符串使用 embstr 来存储也不是不能考虑。
那人家规定embstr最多只能存39字节，再多了存不下，你说怎么办呢？
很简单，改配置就行了，先看 redis 是否提供了对应的配置项，可以修改 39 这个数字，如果没有提供配置型，就需要针对 redis 源码进行魔改~

为啥很多大厂，往往是自己造轮子，而不是直接使用业界成熟的呢？
开源的组件，往往考虑的是通用性，但是大厂往往会遇到一些极端的业务场景。 往往就需要根据当前的极端业务，针对上述的开源组件进行定制化
网上也经常有种说法，大厂造轮子，一般是为了 kpi

Redis中string类型的应用场景

1.Redis最典型的应用场景：充当mysql的Cache

Redis+MYSQL架构下，数据的访问策略是什么？应用服务器访问数据的时候，会先查询Redis，如果命中了，会怎么处理，如果没有命中，又会怎么处理？
整体的思路:应用服务器访问数据的时候, 先查询 Redis.如果 Redis 上数据存在了, 就直接从 Redis 取数据交给应用服务器.不继续访问数据库了.
如果 Redis 上数据不存在, 再读取 MySQL. 把读到的结果, 返回给应用服务器同时, 把这个数据也写入到 Redis 中.

伪代码实现

下面的伪代码模拟了图2-10的业务数据访问过程：
1）假设业务是根据用户uid获取用户信息

UserInfo getUserInfo(long uid) {...
}

2）首先从Redis获取用户信息，我们假设用户信息保存在“user:info:”对应的键中：

// 根据uid得到Redis的键
String key = "user:info:" + uid;// 尝试从Redis中获取对应的值
String value = Redis 执行命令: get key;
// 如果缓存命中(hit)
if (value != null) {// 假设我们的用户信息按照JSON格式存储UserInfo userInfo = JSON 反序列化(value);return userInfo;
}

// 如果缓存未命中(miss)
if (value == null) {// 从数据库中，根据uid获取用户信息UserInfo userInfo = MySQL 执行 SQL: select * from user_info where uid = <uid>// 如果表中没有uid对应的用户信息if (userInfo == null) {响应404return null;}// 将用户信息序列化成JSON格式String value = JSON 序列化(userInfo);// 写入缓存，为了防止数据腐烂(rot)，设置过期时间为1小时（3600秒）Redis 执行命令: set key value ex 3600// 返回用户信息return userInfo;
}

什么是热点数据？

Redis 这样的缓存，经常用来存储 “热点” 数据。所谓的热点数据，也就是高频被使用的数据，是如何定义的呢？（什么样的数据叫做被高频使用的数据？）
这个定义方式，结合业务场景有很多种方式的。刚才上述描述的过程，相当于是把最近使用到的数据作为热点数据。
暗含了一层假设: 某个数据一旦被用到了，那么很可能在最近这段时间就会被反复用到，也就是时空局部性

上述策略有一个明显的问题，随着时间的推移， redis 中的数据肯定是越来越多，那Redis的容量其实是很有限的呀，容不下这么多数据怎么办？

1. 在把数据写给 redis 的同时，给这个 key 设置一个过期时间。到了过期时间，这个键值对就会被redis删除了
2. Redis 也在内存不足的时候，提供了淘汰策略，比如我们机组中学到的LRUCache置换算法

Redis中为什么要给key加很多前缀？

主要就是为了区分不同种类的数据
mysql中，记录是存在表中的，而redis中没有表这样的结构，那我们就通过前缀对键值对进行归类
与 MySQL 等关系型数据库不同的是，Redis 没有表、字段这种命名空间，而且也没有对键名有强制要求（除了不能使用一些特殊字符 ）。但设计合理的键名，有利于防止键冲突和项目的可维护性，比较推荐的方式是使用 “业务名:对象名:唯一标识:属性” 作为键名。
例如，MySQL 的数据库名为 vs，用户表名为 user_info，那么对应的键可以使用 “vs:user_info:6379”、“vs:user_info:6379:name” 来表示，如果当前 Redis 只会被一个业务使用，可以省略业务名 “vs:”。如果键名过长，则可以使用团队内部都认同的缩写替代，例如 “user:6379:friends:messages:5217” 可以被 “u:6379:fr:m:5217” 代替。毕竟键名过长，还是会导致 Redis 的性能明显下降的。

2.计数功能

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。如下图所示，例如视频网站的视频播放次数可以使用Redis来完成：用户每播放一次视频，相应的视频播放数就会自增1。

企业为啥老乐意收集用户的数据??
说人话就是，统计你喜欢看啥，统计出来之后，就给你多推送啥
统计 => 进一步明确用户的需求 => 根据需求改进和迭代产品

Redis 并不擅长数据统计，比如，想在上述的 Redis 中，统计播放量前 100 的视频有哪些，基于 Redis 搞就很麻烦，相比之下，如果是 mysql 来存储上述数据， SELECT * FROM videos ORDER BY play_count DESC LIMIT 100;一个 sql 就搞定了~~

什么叫做，异步的方式将播放量同步到其他数据源？

异步写入的意思是，Redis把数据更改的信息传过来之后，不用看着mysql将信息同步，再继续工作，而是我给MYSQL发个信号，通知他一声，然后我就去干下一份工去了

实际中要开发一个成熟、稳定的真实计数系统，要面临的挑战远不止如此简单：防作弊（识别出恶意刷票的情况，并屏蔽这种情况）、按照不同维度计数（不只看播放量）、避免单点问题、数据持久化到底层数据源等。

3.共享session会话

为什么要共享session会话？

就比如你去医院看病。这个病一次瞧不好。需要多次治疗，但是你每次去的时候不一定能够确保都是同一个医生给你看病。那如果你前两次去的时候是甲医生给你看，第三次去的时候是乙医生给你看。那么乙医生头一次给你看病，不了解你的情况，工作就很难开展。那这个问题应该怎么解决呢？医院的解决方式就是给你发个病历，前两次去看病的时候，甲大夫都会将这次看病的过程记录在病历中，第三次你再去看病的时候，一大夫就不用再重新问了。而是直接看病例就能快速的了解你的情况。那么医院引入病例的操作就相当于redis中引入共享session会话
引入共享机制之前，对于某个用户，每个应用服务器都会维护一份该用户与当前服务器的会话数据，不同服务器之间的会话数据彼此之间是不同步的，比如我前两次追番的记录，都在1号服务器的session会话中，我第三次访问到了2号服务器，那这个2号服务器中就没有我的追番记录。
引入共享session机制之后，所有的session信息统一由一个服务器来管理和存储，此时所有的会话数据，就可以被所有服务器共享

4.手机验证码

这个过程很简单，厂家首先将验证码发送到用户的手机中，然后用户把短信收到的验证码这一串数，再提交到系统中，系统进行验证验证码是否正确
但是这个过程中也有一些要求，比如

• 限制验证码5分钟内有效
• 限制用户在 1分钟之内，最多获取 5 次验证码
  这个主要还是怕用户频繁获取验证码，对于我们的服务器压力过大。或者 （每次获取验证码必须间隔 30 秒~~ ）

伪代码
限制一分钟内最多获取五次验证码
验证码5分钟内有效
将用户输入的验证码，与redis数据库中的验证码进行比对，检测输入是否正确

String 发送验证码(phoneNumber) {key = "shortMsg:limit:" + phoneNumber;// 设置过期时间为 1 分钟（60 秒）// 使用 NX，只在不存在 key 时才能设置成功bool r = Redis 执行命令: set key 1 ex 60 nxif (r == false) {// 说明之前设置过该手机的验证码了long c = Redis 执行命令: incr keyif (c > 5) {// 说明超过了一分钟 5 次的限制了// 限制发送return null;}}// 走到这说明要么之前没有设置过手机的验证码；要么次数没有超过 5 次String validationCode = 生成随机的 6 位数的验证码();validationKey = "validation:" + phoneNumber;// 验证码 5 分钟（300 秒）内有效Redis 执行命令: set validationKey validationCode ex 300;// 返回验证码，随后通过手机短信发送给用户return validationCode;
}// 验证用户输入的验证码是否正确
bool 验证验证码(phoneNumber, validationCode) {validationKey = "validation:" + phoneNumber;String value = Redis 执行命令: get validationKey;if (value == null) {// 说明没有这个手机的验证码记录，验证失败return false;}if (value == validationCode) {return true;} else {return false;}
}