Redis(三) String字符串

前言

Redis 的数据有很多种数据类型，包括字符串类型、列表类型、哈希类型、集合类型、有序集合类型等。这几种数据类型是针对于 value 来说的，redis 的 key 都是字符串类型，可以说字符串是 redis 最基本的数据类型，其他几种数据结构也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。

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。

字符串数据类型

常见命令

SET

set 命令将 String 类型的 value 设置到 key 中。如果之前 key 存在，则覆盖，无论之前的数据类型是什么，都会将其覆盖，并且关于之前 key 的 TTL 全部失效。

127.0.0.1:6379> set key1 hello
OK
127.0.0.1:6379> expire key1 10
(integer) 1
127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) 6
127.0.0.1:6379> set key1 world
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"world"
127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) -1

上面只是 set 的简单用法，set 的完整用法如下：

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

• EX seconds：以秒为单位设置 key 的过期时间
• PX milliseconds：以毫秒为单位设置 key 的过期时间
• NX：只有当 key 不存在时才进行设置，key 存在设置不执行
• XX：只有当 key 存在时才进行设置，key 不存在时设置不执行

并且 SET 命令还可以简化为：SETNX、SETEX、SETPX、SETXX、PSETNX

SET 命令时间复杂度：O(1)
返回值：设置成功返回 OK，失败返回 nil

FLUSHALL 可以用来清除当前 redis 中存储的所有 key，在工作中一定要慎用该命令。

//NX key1不存在时创建
127.0.0.1:6379> set key1 hello ex 10 NX
OK
127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) 5
127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) -2
//key1存在时创建，失败
127.0.0.1:6379> set key1 hello
OK
127.0.0.1:6379> set key1 world ex 10 NX
(nil)

//XX key1 存在时创建，成功
127.0.0.1:6379> set key1 hello
OK
127.0.0.1:6379> set key1 world ex 10 XX
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"world"
127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) 4
//XX key1不存在时创建，失败
127.0.0.1:6379> get key1
(nil)
127.0.0.1:6379> set key1 hello ex 10 XX
(nil)

GET

获取 key 对应的 value，如果 key 不存在，则返回 nil，如果 value 的类型不为 String 字符串类型，则会报错。

GET 命令时间复杂度：O(1)
返回值：获取成功返回对应 key 的 value 值，key 不存在返回 nil

127.0.0.1:6379> keys *
(empty array)
//key1不存在
127.0.0.1:6379> get key1
(nil)
127.0.0.1:6379> set key1 hello
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"hello
127.0.0.1:6379> lpush key2 nihao
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get key2
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

使用 lpush 命令设置的 key 的 value 的数据类型是列表类型，当我们使用 get 名来来获取 key 的时候就会报错：WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

MSET

mset 命令用来一次设多个 key，因为分多次设置 key 的话，就意味着需要进行多次网络传输，那么速度就会很慢，所以我们 redis 也考虑到了这点，允许一次请求设置多个 key。MSET key value [key value...]

MSET 时间复杂度：O(N)，N为key的数量
返回值：设置成功返回 OK，设置失败返回 nil

127.0.0.1:6379> mset key1 hello key2 world
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"hello"
127.0.0.1:6379> get key2
"world"

但是这个一次设置多个 key 的时候就不能像上面的 set 完整命令一样了，这里一次设置多个 key 只支持 set 的简单用法。

127.0.0.1:6379> mset key1 hello ex 20 NX key2 world ex 20 NX
OK
127.0.0.1:6379> ttl key1
(integer) -1
127.0.0.1:6379> get key1
"hello"
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)

MGET

与 MSET 相对应的——MGET可以一次获取多个 key：
MGET key [key...]

MGET 时间复杂度：O(N)，N为 key 的数量
返回值：获取成功，返回n个 key 对应的 value 值，获取失败，key 不存在，对应的返回值为 nil

127.0.0.1:6379> mset key1 hello key2 world
OK
127.0.0.1:6379> mget key1 key2
1) "hello"
2) "world"

INCR

INCR 命令将对应的 String 字符串所表示的数字加一。如果 key 不存在，那么这个 key 会被当作 0，然后加一结果就是1，如果 key 对应的 value 类型不是整型或者加1之后超出了 64 位可以表示的范围，则报错。INCR key

时间复杂度：0(1)
返回值：返回 key 值加一之后的值

127.0.0.1:6379> set key1 10
OK
127.0.0.1:6379> incr key1
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)
127.0.0.1:6379> incr key2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get key2
"1"
127.0.0.1:6379> set key3 hello
OK
127.0.0.1:6379> incr key3
(error) ERR value is not an integer or out of range
127.0.0.1:6379> set key4 2222222222222222222222222222222222222222222
OK
127.0.0.1:6379> incr key4
(error) ERR value is not an integer or out of range

INCRBY

INCRBY 命令将指定的 key 的值加上任意值。如果 key 不存在，那么会将这个 key 当作 0 然后相加。INCRBY key n

时间复杂度：O(1)
返回值：返回 key 加上 n 之后的结果

127.0.0.1:6379> set key1 10
OK
127.0.0.1:6379> incrby key1 20
(integer) 30
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)
127.0.0.1:6379> incrby key2 40
(integer) 40
127.0.0.1:6379> get key2
"40"

当然 n 也可以为负数：

127.0.0.1:6379> get key1
"30"
127.0.0.1:6379> incrby key1 -40
(integer) -10

但是我们通常不这样用，因为减去对应的值有专门的命令。

DECR

DECR 命令可以将指定的 key 减去 1，如果 key 不存在，则这个 key 会被当作 0，然后减去1，但是如果减去 1 之后的数据超过了 64 位能表示的数字就会报错。DECR key

时间复杂度：O(1)
返回值：key 减去 1 之后的值

127.0.0.1:6379> set key1 10
OK
127.0.0.1:6379> decr key1
(integer) 9
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)
127.0.0.1:6379> decr key2
(integer) -1
127.0.0.1:6379> get key2
"-1"
127.0.0.1:6379> set key3 hello
OK
127.0.0.1:6379> decr key3
(error) ERR value is not an integer or out of range
127.0.0.1:6379> set key4 -222222222222222222222222222222222222
OK
127.0.0.1:6379> decr key4
(error) ERR value is not an integer or out of range

DECRBY

DECRBY 命令用来将指定的 key 减去 n。如果 key 不存在，则这个 key 会被当作 0 然后减去n。DECRBY key n

时间复杂度：O(1)
返回值：对应 key 减去 n 之后的值

127.0.0.1:6379> set key1 20
OK
127.0.0.1:6379> decrby key1 10
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)
127.0.0.1:6379> decrby key2 10
(integer) -10
127.0.0.1:6379> get key2
"-10"

这里 n 也可以是负数：

127.0.0.1:6379> get key1
"10"
127.0.0.1:6379> decrby key1 -20
(integer) 30
127.0.0.1:6379> get key1
"30"

但是不建议这样使用，加法用 INCRBY，减法用 DECRBY。

INCRBYFLOAT

INCRBYFLOAT 将 key 对应的 string 表示的浮点数加上对应的值。如果 n 为负数，则表示减去对应的值，如果 key 不存在，则 key 会当作 0，然后减去 n。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。INCRBYFLOAT key n

时间复杂度：O(1)
返回值：对应的 key 的 value 减去 n 之后的值

127.0.0.1:6379> set key1 13.14
OK
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key1 6.86
"20"
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key1 -10
"10"

既然存在 increbyfloat 加上浮点数的操作，那么是否存在 decrbyfloat 减去浮点数的命令呢？很遗憾这里不存在，这里 increbyfloat 是够我们使用的。

这里 incr、decr 就是类似前置++或者后置++的操作，我们都知道++操作在底层是分为三个步骤的：将变量的值从内存中读取->对变量进行+1操作->将修改之后的变量再存储到硬盘中。在多线程的环境中，由于++的操作不是原子性的操作，所以有可能发生线程不安全的问题。但是在 redis 中是不会发生这种问题的，因为我们的 redis 是单线程架构，不会出现类似的线程不安全问题。

APPEND

APPEND 命令，如果 key 已存在并且是一个 String 字符串，则会将 value 追加到原 key 的 value 的后面，如果不存在，则类似 SET 命令。APPEND key value

时间复杂度：O(1)
返回值：追加完成之后 String 的长度（单位字节）

127.0.0.1:6379> set key1 hello
OK
127.0.0.1:6379> append key1 world
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)
127.0.0.1:6379> append key2 redis
(integer) 5
127.0.0.1:6379> get key2
"redis"
127.0.0.1:6379> get key1
"helloworld"
127.0.0.1:6379> append key1 你好
(integer) 16
127.0.0.1:6379> get key1
"helloworld\xe4\xbd\xa0\xe5\xa5\xbd"

如果我们的 reids 字符串出现了中文的话，是会出现乱码的，那么为什么会出现乱码呢？这是因为 redis 底层是不知道什么字符编，redis 只认识字节，redis 中存储的是数据的二进制形式，那么通过查看 append 的返回值可以知道：在这里一个汉字占三个字节，redis 不是不知道一个字符有多少个字节吗，这里为什么呢？这是因为我们这里使用的是 xshell，xshell 默认的字符编码是 utf8，utf8中一个字符是3个字节。

但是在实际生活中我们很可能会向 redis 中存储中文，那么要想存储的中文显示出来也是中文怎么做呢？我们可以在启动 redis 的时候加上 --raw 这个选项，加上这个选项了之后，redis 会尽可能的对二进制数据进行翻译。

root@iZ2ze5bzkbeuwwqowjzo27Z:~# redis-cli --raw
127.0.0.1:6379> get key1
helloworld你好
127.0.0.1:6379> 

GETRANGE

GETRANGE 返回 key 对应 string 的子串，由 start 和 end 决定（左闭右闭）。可以使用负数表示倒数，-1 表示倒数第一个字符，-2 表示倒数第二个字符…（第一个字符用0表示）

时间复杂度：O(N) N为子串的长度
返回值：string 类型的子串

127.0.0.1:6379> get key1
"helloworld"
127.0.0.1:6379> getrange key1 5 9
"world"
127.0.0.1:6379> getrange key1 0 -1
"helloworld"
127.0.0.1:6379> getrange key1 4 20
"oworld"

如果 start end 的范围超出了字符串的范围，redis 会根据字符串的长度调整成正确的值。

如果字符串中存储的有汉字，那么使用 GETRANGE 获得的子串可能就不是完整的汉字了：

127.0.0.1:6379> getrange key1 10 11

这里没有显示出 key1 10-11 个字节的内容，因为10-12个字节才是一个完成的汉字“你”，这里10-11不能显示出完整的汉字。

SETRANGE

SETRANGE 覆盖字符串的一部分，从指定的偏移开始。SETRANGE key offset value

时间复杂度：O(N) N为子串的长度
返回值：替换后的字符换的长度

127.0.0.1:6379> get key1
helloworld你好
127.0.0.1:6379> setrange key1 5 hello
16
127.0.0.1:6379> get key1
hellohello你好
127.0.0.1:6379> setrange key1 5 hellohellohello
20
127.0.0.1:6379> get key1
hellohellohellohello
127.0.0.1:6379> get key2
你好
127.0.0.1:6379> setrange key2 2 hello
7
127.0.0.1:6379> get key2
伨ello

当 SETRANGE 设置的返回不是完整的一个汉字的时候，就可能出现其他的汉字。

127.0.0.1:6379> get key3
(nil)
127.0.0.1:6379> setrange key3 2 hello
(integer) 7
127.0.0.1:6379> get key3
"\x00\x00hello"

SETRANGE 可以设置一个不存在的 key，只不过偏移量之前的会被用 \x00 来填充。

STRLEN

STRLEN 获取 key 对应的 string 的长度（单位是字节），如果 key 的 value 的类型不是 string 类型的话，会报错。

时间复杂度：0(1)
返回值：string 字符串的长度，如果 key 不存在返回0

127.0.0.1:6379> get key1
"hellohellohellohello"
127.0.0.1:6379> strlen key1
(integer) 20
127.0.0.1:6379> get key4
(nil)
127.0.0.1:6379> strlen key4
(integer) 0

命令小结