Redis 的字符串类型是其最基本的数据类型，也是功能最简单的一种。它可以存储任何形式的字符串（包括二进制数据），这意味着你可以在 Redis 中存储从普通的文本到图像或序列化的复杂对象等。下面详细介绍 Redis 字符串类型的特点、用法以及一些常见的操作。

特点

字符串的特点主要有以下这两个方面：

1. 二进制安全：Redis 的字符串可以包含任何数据，包括二进制数据。字符串的最大长度可以是 512MB。

2. 灵活性：字符串类型不仅可以保存普通的文本数据，还可以保存图片、视频或任何序列化对象。

字符串常用操作

接下来我们将使用 redis 来实现一系列的基本操作。

设置值 SET

使用 SET 命令来存储字符串值。如果键已经持有其他值，SET 就覆写旧值，且无视类型。

SET key value

最终输出结果如下图所示：

获取值 GET

使用 GET 命令来获取存储在键中的值。

GET key

最终输出结果如下图所示：

追加值 APPEND

如果键已经存在且是一个字符串，APPEND 命令可以将给定值追加到原始值的末尾。

APPEND key value

最终输出结果如下图所示：

它返回了一个字符串的长度，是 15，因为在 UTF-8 编码下中文字符占用 3 个字节。

我们再次获取他的值我们拿到了最新的值：

获取字符串长度 STRLEN

STRLEN 命令用于获取指定键的值的长度。

STRLEN key

最终输出结果如下图所示：

设置并获取旧值 GETSET

GETSET 命令将给定键的值设为新的值，并返回键的旧值。

GETSET key new_value

部分字符串操作

设置子字符串 SETRANGE

使用 SETRANGE 命令可以修改字符串中的一部分，从指定偏移量开始。

SETRANGE key offset value

这是修改之后返回的状态：

最终修改后的数据如下图所示：

获取部分字符串 GETRANGE

使用 GETRANGE 命令可以获取字符串中的一部分，从指定的开始和结束偏移量。

GETRANGE key start end

最终修改后的数据如下图所示：

条件设置

SETNX

仅当键不存在时，才对键进行设置操作

SETNX key value

在前面的内容我们都知道，moment 这个字段是存在的，则会返回零，表示新增不成功：

只有当它不存在的时候创建才是成功的：

SETEX

设置键的值，并设置过期时间（以秒为单位）。

SETEX key seconds value

在上图中，我们经过了两秒再去访问 mm，它的返回值是 null 的。

PSETEX

类似于 SETEX，但时间以毫秒为单位。

PSETEX key milliseconds value

增减数值

INCR：将键的整数值增加 1，如果键不存在，那么在操作前会将它设为 0。

INCR key

DECR：将键的整数值减少 1。

DECR key

INCRBY：将键的整数值增加指定的整数。

INCRBY key increment

DECRBY：将键的整数值减少指定的整数。

DECRBY key decrement

如下图所示：

字符串实现原理

Redis 中的字符串是使用非常灵活的数据结构，其核心是简单的动态字符串（simple dynamic string，简称 SDS）。SDS 是 Redis 对传统 C 字符串的扩展和改进，具有多种优势和特性，这些特性使其特别适合用作 Redis 的基础数据类型之一。以下是 SDS 的一些关键特性和原理：

1. 动态长度：

   • SDS 保持一个记录当前字符串长度的字段，这使得获取字符串长度的操作是常数时间 (O(1)) 的复杂度，而不是像标准的 C 字符串那样需要遍历整个字符串（O(n)）。

   • 这个长度字段允许字符串包含任何二进制数据，包括空字符 \0。

2. 空间预分配（Pre-allocation）：

   • 当对 SDS 进行扩展（例如通过追加操作）时，SDS 不仅仅分配所需的空间，还会预分配额外的空间。这种预分配策略减少了随后扩展操作的内存重分配次数，从而提高效率。

   • 具体来说，如果扩展后的字符串长度小于 1MB，Redis 会分配与当前长度相同的额外空间；如果大于 1MB，会额外分配 1MB 空间。

3. 惰性空间释放（Lazy free）：

   • 当 SDS 缩短时，Redis 不会立即释放多余的内存，而是使用 free space 字段记录多余的空间，以便未来可能的再次扩展使用。这可以减少频繁增减操作中的内存重分配。

   • 真正的内存释放可以延迟到 SDS 需要更小的空间时进行。

4. 二进制安全：SDS 可以存储任何包括二进制数据在内的序列，因为它们不依赖于空字符作为结束符。这使得 SDS 可以用来存储如图片、视频文件等二进制数据。

5. 兼容部分 C 字符串函数：尽管 SDS 使用不同的内部结构，Redis 实现了一些能让 SDS 兼容 C 字符串的操作函数，让开发者可以更容易地进行一些标准字符串操作，如字符串复制、连接等。

总结

Redis 的字符串操作简单而强大，适用于多种场景，如缓存文本数据、存储序列化对象、或作为计数器等。通过合理利用这些基本操作，可以实现各种功能和性能优化。