Redis字符串

字符串(String)是Redis最基础的数据类型，可以存储任意形式的文本、数字或二进制数据。

结构概述

基本特点

Bash

- 最基本的数据类型
- 可存储文本、数字、二进制
- 最大长度512MB
- 所有key的类型都是字符串

存储内容

Bash

文本：用户名、配置信息、JSON数据
数字：计数器、分数、ID
二进制：图片、文件内容、序列化对象

内部编码

三种编码方式

Bash

int：整数编码，存储整数
embstr：嵌入式字符串，短字符串（≤44字节）
raw：原生字符串，长字符串（>44字节）

编码转换规则

Bash

存储整数 → int编码
存储字符串 ≤44字节 → embstr编码
存储字符串 >44字节 → raw编码
int转字符串 → raw编码（超过44字节）

查看编码

OBJECT ENCODING mykey
# 返回: "int", "embstr", "raw"

编码详解

int编码

Bash

当值是整数时使用
直接存储为long类型
节省内存空间
支持高效的数值操作

Bash

SET counter 100
OBJECT ENCODING counter
# 返回: "int"

embstr编码

Bash

短字符串（≤44字节）使用
SDS(Simple Dynamic String)结构
一次内存分配，紧凑存储
字符串和对象在同一块内存

Bash

SET name "Redis"
OBJECT ENCODING name
# 返回: "embstr"

raw编码

Bash

长字符串（>44字节）使用
SDS结构
两次内存分配
对象和字符串分开存储

Bash

SET longtext "This is a very long string that exceeds 44 bytes limit..."
OBJECT ENCODING longtext
# 返回: "raw"

SDS结构

SDS定义

Bash

struct sdshdr {
    int len;      // 已使用长度
    int free;     // 未使用长度（预留空间）
    char buf[];   // 数据缓冲区
};

SDS优势

text

1. 获取长度O(1)：len字段记录长度
2. 防止溢出：自动扩容
3. 二进制安全：可以存储任意数据
4. 兼容C函数：buf以\0结尾
5. 预留空间：减少内存分配次数

应用场景

1. 缓存

text

# 缓存用户信息
SET user:1000 '{"name":"Alice","age":25}'
GET user:1000

# 缓存页面
SET page:home "<html>...</html>"

2. 计数器

text

# 访问计数
INCR page:views

# 点赞数
INCR post:1000:likes

# 减少计数
DECR stock:product:count

3. 分布式锁

text

# 加锁（NX仅不存在时设置）
SET lock:resource "uuid" NX EX 30

# 释放锁（Lua脚本保证原子）
EVAL "if redis.call('GET', KEYS[1]) == ARGV[1] then return redis.call('DEL', KEYS[1]) else return 0 end" 1 lock:resource uuid

4. Session存储

text

# 存储会话
SET session:token123 "user_data" EX 1800

# 获取会话
GET session:token123

5. 限速

text

# 接口限速
SET rate:user:1000 0 EX 60
INCR rate:user:1000
GET rate:user:1000
# 超过阈值则拒绝

内存优化

编码优化

text

# 使用整数而非字符串
SET counter 100    # int编码，内存小
SET counter "100"  # embstr编码，内存大

# 保持短字符串
# 避免不必要的长字符串

预分配优化

text

SDS预留空间策略：
- 长度<1MB：分配同样大小的预留空间
- 长度≥1MB：分配1MB预留空间
- 预留空间减少内存重分配次数

操作特点

O(1)操作

text

SET/GET：设置和获取
STRLEN：获取长度
APPEND：追加（实际复杂度与追加长度有关）

O(N)操作

text

GETRANGE：获取子串
SETRANGE：设置子串
# N为字符串长度

数值操作

text

INCR/DECR：自增自减
INCRBY/DECRBY：指定增减
INCRBYFLOAT：浮点增减
# 都是原子操作，O(1)

注意事项

内存限制

text

单个字符串最大512MB
大字符串占用内存
避免存储超大字符串

编码转换

text

SET counter 100       # int编码
APPEND counter "abc"  # 变为raw编码
# 转换后内存增加

数值范围

text

INCR/DECR范围：
- 有符号64位整数
- 范围：-2^63 到 2^63-1
- 超出范围会报错

编码对比

编码	条件	内存效率	适用场景
int	整数值	最高	计数器、ID
embstr	≤44字节字符串	高	短文本、状态
raw	>44字节字符串	中	长文本、大数据

要点总结

字符串是Redis最基础类型，可存储文本、数字、二进制
最大长度512MB，所有key都是字符串类型
三种编码：int(整数)、embstr(≤44字节)、raw(>44字节)
SDS结构优势：O(1)获取长度、自动扩容、二进制安全
应用场景：缓存、计数器、分布式锁、Session、限速
使用整数而非字符串数字可节省内存
数值操作(INCR/DECR)是原子操作
避免存储超大字符串，控制内存占用

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