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1. 数据结构和内部编码

type 命令实际返回的就是当前键的数据结构类型，它们分别是：string（字符串）、list（列表）、hash（哈希）、set（集合）、zset（有序集合），但这些只是Redis对外显示的数据结构。

redis的5种数据类型：

但是redis在底层实现这些数据结构的时候会有变数，也就是内部数据结构的编码方式。

这样Redis会在合适的场景选择合适的内部编码，来进行优化。

可以使用 object encoding key查看实际编码的方式

2. redis的单线程模型

我们知道，redis是使用单线程处理所有的命令请求的，但不是说一个redis服务器进程内部真的就只有一个线程，其实有多个线程，多线程是在处理网络IO。

Redis内部只有⼀个服务窗口，多个客⼾端按照它们达到的先后顺序被排队在窗口口前，依次接受Redis的服务，不会发⽣并发问题，这个就是Redis的单线程执⾏模型。

为什么单线程还能这么快呢？（面试题）

• 快、慢都是和其它关系型数据比的
• redis的操作是访问内存，比访问硬盘快
• redis的核心功能，比数据库的业务更简单
• redis是单线程的，避免了多线程的开销
  • redis的每个操作，都是短平快的，就收简单操作一下内存，不是什么耗CPU的操作，即使使用多线程，提升也不大
• redis使用epoll处理网络IO

3. String类型

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：

• 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
• 字符串类型的值实际可以是字符串，数字，甚⾄是二进制流数据（最大值不能超过512MB）

3.1 常用命令

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也全部失效。

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

• EX seconds：使用秒作为单位设置key的过期时间。
• PX milliseconds：使用毫秒作为单位设置key的过期时间。
• NX：只在key不存在时才进⾏设置，即如果key之前已经存在，设置不执行。（添加）
• XX：只在key存在时才进⾏设置，即如果key之前不存在，设置不执行。（修改）

由于带选项的SET命令可以被SETNX、SETEX、PSETEX 等命令代替，所以之后的版本中，Redis可能进行合并

介绍一个命令：FLUSHALL可以把redis上的所有键值对都删除（工作中慎用）

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。

get key

3. mget、mset

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。

mget key [key ...]

mset：⼀次性设置多个key的值。

mset key value [key value ...]

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

所以，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长，导致Redis阻塞。

4. 计数命令

• 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。
• incrby：将key对应的string表⽰的数字加上对应的值。
• 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。
• decrby：将key对应的string表⽰的数字减上对应的值。
• 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。

5. 其它命令

• APPEND：如果key已经存在并且是⼀个string，命令会将value追加到原有string的后边。如果key不存在，则效果等同于SET命令。

APPEND KEY VALUE

• 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。

GETRANGE key start end

• setrange：覆盖字符串的⼀部分，从指定的偏移开始

SETRANGE key offset value

当offset大于键处字符串的当前长度时，Redis 会通过填充零字节（即 \x00）来使偏移量合适；填充的零字节是不可见字符，不会影响字符串的显示内容，但会影响字符串的实际长度和二进制表示。

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

下图对上方命令的总结（命令的效果、时间复杂度）

3.2 内部编码

字符串类型的内部编码有3种：

• int：8个字节的⻓整型
• embstr：小于等于39个字节的字符串
• 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。

3.3 应用场景

1. 缓存功能

缓存功能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。

• 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，⽤⼾表名为user_info，那么对应的键可以使用"vs:user_info:6379"、“vs:user_info:6379:name” 来表示，

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。
当然，这个操作也可以使用数据库来完成，但是当访问量大时，数据库的服务器的压力是比较大的

如图所示，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。

视频ID作为key，播放次数作为value

3. 共享会话

⼀个分布式Web服务将用户的Session信息（例如⽤⼾登录信息）保存在各⾃的服务器中（如左图所示），但这样会造成⼀个问题：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将用户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，这样当用户刷新⼀次访问是可能会发现需要重新登录，这个问题是用户无法容忍的。

为了解决这个问题，可以使⽤Redis将用户的Session信息进⾏集中管理，如右图所⽰，在这种模式下，只要保证Redis是⾼可⽤和可扩展性的，⽆论⽤⼾被均衡到哪台Web服务器上，都集中从Redis 中查询、更新Session信息。

4. 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，然后让用户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，会限制用户每分钟获取验证码的频率，例如⼀分钟内只能获取一次

String 发送验证码(phoneNumber) {key = "shortMsg:limit:" + phoneNumber;// 设置过期时间为 1 分钟（60）    // 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1分钟内设置过该⼿机的验证码了        return null;}// 说明之前没有设置过⼿机的验证码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⼾     return validationCode ;}// 验证⽤⼾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;}}

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，开发⼈员可以结合字符串类型的特点以及提供的命令，充分发挥自己的想象⼒，在自己的业务中去找到合适的场景去使⽤Redis的字符串类型。