【redis 】string类型详解

一、string类型的概念

字符串类型是 Redis 最基础的数据类型，关于字符串需要特别注意：

1. ⾸先 Redis 中所有的键的类型都是字符串类型，⽽且其他⼏种数据结构也都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。

2. 如上图所⽰，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。

二、string类型的常用指令

2.1 SET

将 string 类型的 value 设置到 key 中。如果 key 之前存在，则覆盖，⽆论原来的数据类型是什么。之前关于此 key 的 TTL（键值对的过期时间） 也全部失效。

语法：

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

[ ]内是选填项，其他的是必填项

• EX seconds：以秒作为单位设置key的过期时间

• PX milliseconds：以毫秒作为单位设置key的过期时间

• KEEPTTL：保留设置前指定键的生存时间

• NX：只在key不存在时才设置，如果设置前key已存在，则不执行

• XX：只在key存在时才设置，如果设置前key不存在，则不执行

返回值：成功返回ok，失败返回nil

使用方法：

• 当创建的value值没有空格时：可加引号可不加引号没有影响

• 当创建的value值有空格时需要加引号，否则会报错

//不存在时创建
127.0.0.1:6379> set key nexit nx
OK
127.0.0.1:6379> get key
"nexit"//存在不创建
127.0.0.1:6379> set key look nx
(nil)//存在时创建
127.0.0.1:6379> set key exit xx
OK
127.0.0.1:6379> get key
"exit"//不存在不创建
127.0.0.1:6379> set key1 look xx
(nil)//设置key的过期时间为10秒
127.0.0.1:6379> set key second ex 10
OK
127.0.0.1:6379> get key
"second"//十秒后key被销毁
127.0.0.1:6379> get key
(nil)

2.2 GET

获取 key 对应的 value。如果 key 不存在，返回 nil。如果 value 的数据类型不是 string，会报错。

语法：

GET key

返回值：key 对应的 value，或者 nil 当 key 不存在时

使用方法：

127.0.0.1:6379> set key hello
OK
127.0.0.1:6379> get key
"hello"//没创建key2，找不到
127.0.0.1:6379> get key2
(nil)//key3不是string类型，报错
127.0.0.1:6379> hset key3 name lx
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get key3
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

2.3 MSET

⼀次性设置多个 key 的值

MSET key value [key value ...]

返回值：永远是 OK

使用方法：

127.0.0.1:6379> mset key1 'name' key2 'age'
OK
127.0.0.1:6379> get key1
"name"
127.0.0.1:6379> get key2
"age"

2.4 MGET

⼀次性获取多个 key 的值。如果对应的 key 不存在或者对应的数据类型不是 string，返回 nil

语法：

MGET key [key ...]

返回值：对应 value 的列表

使用方法：

127.0.0.1:6379> mset key1 'hello' key2 'world' key3 'redis'
OK
127.0.0.1:6379> mget key1 key2 key3
1) "hello"
2) "world"
3) "redis"

多次get 和单次mget的区别：

多次get会客户端会和服务器进行多次网络通信

单次mget客户端和服务器只进行一次网络通信

使⽤ mget / mset 由于可以有效地减少了⽹络时间，所以性能相较更⾼。假设⽹络耗时 1 毫秒，命令执⾏时间耗时 0.1 毫秒，则执⾏时间如表 所⽰

1000 次 get 和 1 次 mget 对⽐

操作	时间
1000 次 get	1000 x 1 + 1000 x 0.1 = 1100 毫秒
1 次 mget 1000 个键	1 x 1 + 1000 x 0.1 = 101 毫秒

学会使⽤批量操作，可以有效提⾼业务处理效率，但是要注意，每次批量操作所发送的键的数量也不是⽆节制的，否则可能造成单⼀命令执⾏时间过⻓，导致 Redis 阻塞

2.5 SETNX

设置 key-value 但只允许在 key 之前不存在的情况下

语法：

SETNX key value

返回值：1 表⽰设置成功。0 表⽰没有设置

使用方法：

127.0.0.1:6379> setnx key 'hello'
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setnx key 'nihao'
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get key
"hello"

SET、SET NX 和 SET XX 的执⾏流程如图 :

2.6 INCR

将 key 对应的 string 表⽰的数字加⼀。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错

语法：

INCR key

返回值：integer 类型的加完后的数值

使用方法：

//key 不存在，0 + 1 = 1
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> incr key
(integer) 1//整数类型，可以直接加1
127.0.0.1:6379> set key '20'
OK
127.0.0.1:6379> incr key
(integer) 21//超出了整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key '234293482390480948029348230948'
OK
127.0.0.1:6379> incr key
(error) ERR value is not an integer or out of range//不是整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> incr key
(error) ERR value is not an integer or out of range

2.7 INCRBY

将 key 对应的 string 表⽰的数字加上对应的值。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错

语法：

INCRBY key decrement

返回值：integer 类型的加完后的数值

使用方法：

//key 不存在，0 + 1 = 1
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> incrby key 3
(integer) 3//整数类型，可以直接加3
127.0.0.1:6379> set key '10'
OK
127.0.0.1:6379> incrby key 3
(integer) 13//不能使用非整数类型来加，报错
127.0.0.1:6379> incrby key 'not a number'
(error) ERR value is not an integer or out of range//所加以后的值超出整数类型，报错
127.0.0.1:6379> incrby key '234293482390480948029348230948'
(error) ERR value is not an integer or out of range//不能对非整数类型相加
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> incrby key 3
(error) ERR value is not an integer or out of range

2.8 DECR

将 key 对应的 string 表⽰的数字减⼀。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错

语法：

DECR key

返回值：integer 类型的减完后的数值

使用方法：

//对整数相减
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decr key
(integer) -1
127.0.0.1:6379> set key '10'
OK
127.0.0.1:6379> decr key
(integer) 9//超出整数范围，报错
127.0.0.1:6379> set key '234293482390480948029348230948'
OK
127.0.0.1:6379> decr key
(error) ERR value is not an integer or out of range//不是整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> decr key
(error) ERR value is not an integer or out of range

2.9 DECRBY

将 key 对应的 string 表⽰的数字减去对应的值。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。如果 key 对应的 string 不是⼀个整型或者范围超过了 64 位有符号整型，则报错。

语法：

DECRBY key decrement

返回值：integer 类型的减完后的数值

使用方法：

//对整数类型直接相减
127.0.0.1:6379> exists key
(integer) 0
127.0.0.1:6379> decrby key 3
(integer) -3
127.0.0.1:6379> set key '10'
OK
127.0.0.1:6379> decrby key 3
(integer) 7//不能使用非整数类型来减
127.0.0.1:6379> decrby key 'not a number'
(error) ERR value is not an integer or out of range//超出了整数类型，报错
127.0.0.1:6379> set key '234293482390480948029348230948'
OK
127.0.0.1:6379> decrby key
(error) ERR wrong number of arguments for 'decrby' command//对非整数类型相减，报错
127.0.0.1:6379> set key 'not a number'
OK
127.0.0.1:6379> decrby key 3
(error) ERR value is not an integer or out of range

2.10 INCRBYFLOAT

将 key 对应的 string 表⽰的浮点数加上对应的值。如果对应的值是负数，则视为减去对应的值。如果 key 不存在，则视为 key 对应的 value 是 0。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。

语法：

INCRBYFLOAT key increment

返回值：加/减完后的数值

使用方法：

//正数时，相加
127.0.0.1:6379> set key 10.10
OK
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key 0.1
"10.2"负数时，相减
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key -6
"4.2"
127.0.0.1:6379> set key 6.0e3
OK
127.0.0.1:6379> incrbyfloat key 2.0e3
"8000"

很多存储系统和编程语⾔内部使⽤ CAS 机制实现计数功能，会有⼀定的 CPU 开销，但在 Redis 中完全不存在这个问题，因为 Redis 是单线程架构，任何命令到了 Redis 服务端都要顺序执⾏

2.11 APPEND

语法：

APPEND KEY VALUE

返回值：追加完成之后 string 的⻓度

使用方法：

127.0.0.1:6379> get key
(nil)
127.0.0.1:6379> append key 'hello'
(integer) 5
127.0.0.1:6379> get key
"hello"
127.0.0.1:6379> append key 'world'
(integer) 10
127.0.0.1:6379> get key
"helloworld"

2.12 GETRANGE

返回 key 对应的 string 的⼦串，由 start 和 end 确定（左闭右闭）。可以使⽤负数表⽰倒数。-1 代表倒数第⼀个字符，-2 代表倒数第⼆个，其他的与此类似。超过范围的偏移量会根据 string 的⻓度调整成正确的值。

语法：

GETRANGE key start end

返回值：string 类型的⼦串

使用方法：

127.0.0.1:6379> set key 'this is a string'
OK
127.0.0.1:6379> getrange key 0 3
"this"
127.0.0.1:6379> getrange key -3 -1
"ing"
127.0.0.1:6379> getrange key 0 -1
"this is a string"

2.13 SETRANGE

覆盖字符串的⼀部分，从指定的偏移开始

语法：

SETRANGE key offset value

返回值：替换后的 string 的⻓度

使用方法：

127.0.0.1:6379> set key 'hello world'
OK
127.0.0.1:6379> setrange key 6 'redis'
(integer) 11
127.0.0.1:6379> get key
"hello redis"//如果key不存在，从零位置开始替换不会报错
127.0.0.1:6379> setrange key1 0 'hello'
(integer) 5
127.0.0.1:6379> get key1
"hello"//key不存在，从0以后的位置开始会报错
127.0.0.1:6379> set range key2 3 'hello'
(error) ERR syntax error

2.14 STRLEN

获取 key 对应的 string 的⻓度。当 key 存放的类似不是 string 时，报错

语法：

STRLEN key

返回值：string 的⻓度。或者当 key 不存在时，返回 0

使用方法：

127.0.0.1:6379> set key 'hello world'
OK
127.0.0.1:6379> strlen key
(integer) 11
127.0.0.1:6379> strlen nonexisting
(integer) 0

三、string类型的命令小结

命令	执⾏效果	时间复杂度
set key value [key value…]	设置 key 的值是 value	O(k), k 是键个数
get key	获取 key 的值	O(1)
del key [key …]	删除指定的 key	O(k), k 是键个数
mset key value [key value …]	批量设置指定的 key 和 value	O(k), k 是键个数
mget key [key …]	批量获取 key 的值	O(k), k 是键个数
incr key	指定的 key 的值 +1	O(1)
decr key	指定的 key 的值 -1	O(1)
incrby key n	指定的 key 的值 +n	O(1)
decrby key n	指定的 key 的值 -n	O(1)
incrbyfloat key n	指定的 key 的值 +n	O(1)
append key value	指定的 key 的值追加 value	O(1)
strlen key	获取指定 key 的值的⻓度	O(1)
setrange key offset value	覆盖指定 key 的从 offset 开始的部分值	O(n)，n 是字符串⻓度, 通常视为 O(1)
getrange key start end	获取指定 key 的从 start 到 end 的部分值	O(n)，n 是字符串⻓度, 通常视为 O(1)

四、string类型的内部编码

字符串类型的内部编码有 3 种：

1. int：8 个字节的⻓整型。

2. embstr：⼩于等于 39 个字节的字符串

3. raw：⼤于 39 个字节的字符串

Redis 会根据当前值的类型和⻓度动态决定使⽤哪种内部编码实现

整型类型⽰例如下：

127.0.0.1:6379> set key 6379
OK
127.0.0.1:6379> object encoding key
"int"

短字符串⽰例如下：

//⼩于等于 39 个字节的字符串
127.0.0.1:6379> set key "hello"
OK
127.0.0.1:6379> object encoding key
"embstr"

⻓字符串⽰例如下：

//⼤于 39 个字节的字符串
127.0.0.1:6379> set key "one string greater than 39 bytes ........"
OK
127.0.0.1:6379> object encoding key
"raw"

五、string类型的典型使用场景

缓存（Cache）功能

• 下图 是⽐较典型的缓存使⽤场景，其中 Redis 作为缓冲层，MySQL 作为存储层，绝⼤部分请求的数据都是从 Redis 中获取。由于 Redis 具有⽀撑⾼并发的特性，所以缓存通常能起到加速读写和降低后端压⼒的作⽤

计数（Counter）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。例如视频⽹站的视频播放次数可以使⽤ Redis 来完成：⽤⼾每播放⼀次视频，相应的视频播放数就会⾃增 1

共享会话（Session）

• ⼀个分布式 Web 服务将⽤⼾的 Session 信息（例如⽤⼾登录信息）保存在各⾃的服务器中，但这样会造成⼀个问题：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将⽤⼾的访问请求均衡到不同的服务器上，并且通常⽆法保证⽤⼾每次请求都会被均衡到同⼀台服务器上，这样当⽤⼾刷新⼀次访问是可能会发现需要重新登录，这个问题是⽤⼾⽆法容忍的

⼿机验证码

• 很多应⽤出于安全考虑，会在每次进⾏登录时，让⽤⼾输⼊⼿机号并且配合给⼿机发送验证码，然后让⽤⼾再次输⼊收到的验证码并进⾏验证，从⽽确定是否是⽤⼾本⼈。为了短信接⼝不会频繁访问，会限制⽤⼾每分钟获取验证码的频率，例如⼀分钟不能超过 5 次

以上介绍了使⽤ Redis 的字符串数据类型可以使⽤的⼏个场景，但其适⽤场景远不⽌于此 。