Redis 简单动态字符串

本文深入探讨了Redis使用的SDS(simple dynamic string)作为字符串默认实现的内部机制,包括其空间分配策略、长度维护机制以及如何避免缓冲区溢出。

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Redis使用SDS(simple dynamic string)用作字符串默认实现。


struct sdshdr{

//已使用buf数组的字节数量,也就是字符串长度

int len;

//未使用的长度

int free;

//保存字符串

char buf[];

}


SDS遵循C语言字符串以空字符串结尾,保留1个字节的空字符串'\0',该空串不记入len中。


C语言中,获取字符串长度需要遍历整个字符串,时间复杂度为O(n),SDS中有len属性维护长度,时间复杂度为O(1),Java里面String不可变,初始化的时候就记录了长度,时间复杂度啊也是O(n)。


SDS空间分配策略杜绝缓冲区溢出的可能。当需要对SDS进行修改时,API会先检查SDS剩余空间是否满足需求,如不满足会自动扩容。


SDS内存分配策略:

1.空间预分配

当SDS长度(len)小于1MB,程序会分配和len同样大小的未使用空间,这是len===free。例如修改后字符串长度为13字节,就会分配13字节的未使用空间,此时buf=len+free+1=13+13+1=27字节,其中1是'\0'。


当SDS被修改后长度大于1MB,程序会分配1MB的未使用空间。即使len=50MB,也还是分配1MB的未使用空间。


通过空间预分配策略,Redis可以有效减少连续修改字符串操作引起的内存分配次数。


2.惰性空间释放:

当SDS字符串进行缩短操作时,程序不会立即重新分配内存来回收多的字节,而是用free记录,等待将来使用。

例如SDS:abcxyz,修改成abc,SDS并不会释放多余出来的3个字节,而是将free=free+3,以备将来字符串增长操作时使用。


SDS是二进制安全的


<think>好的,用户让我介绍一下Redis存入字符串的相关内容。首先,我需要确定用户对Redis的基础了解程度,可能他们是刚开始使用Redis,或者想巩固这方面的知识。接下来,我得整理Redis字符串数据类型的核心概念,包括存储方式、常用命令以及使用场景。 首先,基本操作部分,SET和GET是最基础的命令,必须提到。还要注意参数的选项,比如NX和XX,这些在实际应用中的用途,比如分布式锁的实现。然后是过期时间,EX和PX参数,这对缓存场景很重要,用户可能需要设置键的生存时间。 接下来是批量操作,MSET和MGET,这对于提高效率有帮助,特别是需要处理多个键值对的时候。然后是自增自减命令,INCR和DECR,这些在计数器场景下很常用,比如统计点击量或者库存。 然后要补充一些高级操作,比如APPEND和STRLEN,这些可能在处理字符串追加或获取长度时用到。还有GETSET,虽然不常用,但在某些特定情况下替换旧值很有用。 数据类型方面,要强调Redis字符串是二进制安全的,可以存储各种格式的数据,比如JSON、序列化对象等,这扩展了使用场景,不仅仅是文本。 应用场景需要具体举例,比如缓存、计数器、分布式锁、临时数据存储,这样用户能更好地理解何时使用这些命令。同时要提醒虽然操作简单,但需注意性能和大数据量的情况,比如大字符串对内存的影响。 可能用户没有提到的深层需求,比如如何选择适合的数据类型,或者如何优化存储。需要确保覆盖这些点,但不用太深入,保持介绍的全面性但不过于复杂。 最后,检查是否有遗漏的重要命令或常见使用误区,比如过期时间的单位混淆,或者NX/XX的使用场景。确保语法正确,结构清晰,分点明确,方便用户理解。</think>在Redis中存储字符串是最基础且最常用的操作,Redis字符串是二进制安全的,可以存储任何数据(如文本、序列化对象、图片二进制等)。以下是详细说明: --- ### 一、基础操作命令 #### 1. 存储字符串 ```redis SET key value [EX seconds] [PX milliseconds] [NX|XX] ``` - **示例**: ```redis SET username "张三" EX 60 # 存储"张三"并设置60秒过期时间 ``` - **参数说明**: - `EX`:设置过期时间(秒) - `PX`:设置过期时间(毫秒) - `NX`:仅当键不存在时设置 - `XX`:仅当键存在时设置 #### 2. 获取字符串 ```redis GET key ``` - **示例**: ```redis GET username # 返回"张三" ``` --- ### 二、进阶操作 #### 1. 批量操作 ```redis MSET key1 value1 key2 value2 ... # 批量设置键值 MGET key1 key2 ... # 批量获取值 ``` - **示例**: ```redis MSET age 25 city "北京" MGET age city # 返回["25", "北京"] ``` #### 2. 数值操作 ```redis INCR key # 值自增1(要求值为整数) DECR key # 值自减1 INCRBY key n # 值增加n DECRBY key n # 值减少n ``` - **示例**: ```redis SET counter 10 INCR counter # 结果变为11 ``` --- ### 三、其他实用命令 1. **追加字符串** ```redis APPEND key "追加内容" # 在原有值后追加新内容 ``` 2. **获取字符串长度** ```redis STRLEN key # 返回值的字节长度 ``` 3. **替换子字符串** ```redis SETRANGE key offset "新内容" # 从指定偏移量替换内容 ``` 4. **获取并替换旧值** ```redis GETSET key "新值" # 返回旧值后设置新值 ``` --- ### 四、数据存储特点 1. **二进制安全** Redis字符串可存储任意二进制数据(如图片、JSON、序列化对象等),最大支持 **512MB**。 2. **灵活的类型转换** - 数值型字符串可被`INCR`等命令识别为数字 - 非数值型字符串执行`INCR`会报错 --- ### 五、典型应用场景 1. **缓存** 存储热点数据(如HTML片段、用户信息),通过`EX`参数设置自动过期。 2. **计数器** 使用`INCR/DECR`实现访问量统计、库存扣减。 3. **分布式锁** 通过`SET key value NX`实现互斥锁。 4. **临时数据存储** 存储验证码、会话Token等短期数据。 --- ### 六、注意事项 1. **大字符串性能** 单个键值过大(如几百MB)会影响Redis性能,需拆分或压缩。 2. **内存管理** 定期清理无效数据,避免内存溢出。 通过上述操作,可以高效利用Redis字符串类型满足多种业务需求。
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