redis学习系列（三-1）--redis基础类型初探（字符串）

最新推荐文章于 2021-07-16 11:31:40 发布

刘二郎

最新推荐文章于 2021-07-16 11:31:40 发布

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本文详细介绍了Redis中对象的类型及编码方式，并通过实例演示了不同类型数据的存储形式及其转换过程。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

博主从事java 只有1年多，越学习越觉得自己知道的很少，期间有时候还觉得自己java好像不错的样子，现在来看，扯淡，哈哈。

套用人生几大状态：其实很多时候人都是处于第一阶段，以为自己懂的很多，当然这是针对大多人的，少部分人又天赋，智商又高，搞起编程得心应手，而我们这种不聪明又没天赋的，只能尽量努力提高自己。时刻警醒，要做2阶段的人。求知探索。

1、不知道自己不知道（自以为是）；
2、知道自己不知道（求知探索）；
3、知道自己知道（探索规律）；
4、不知道自己知道（空杯心态）。

此篇日志参考于如下资料：，自己写一遍，去redis环境测试一遍，能够加深不少印象，光看，还是不行的。

http://redisbook.com/

redis的对象

redis使用对象来表示键值对，也就是说新建一个redis键值对时，会创建2个对象，一个是键对象，一个是值对象。每个对象都是由redisObject结构表示：

typedef struct redisObject {
// 类型
unsigned type:4;
// 编码
unsigned encoding:4;
// 指向底层实现数据结构的指针
void *ptr;
// ...
} robj;

这个结构先不去关心，只需要知道就行，有C基础应该就能看懂，C中的结构体就是用struct表示的。

类型

对象的type属性记录的是对象的类型，这个值可以是下面的一种：对于键值对的键来说的话，其实一般都是字符串对象，而值可能有多种多样的类型

类型常量对象的名称
REDIS_STRING 字符串对象
REDIS_LIST 列表对象
REDIS_HASH 哈希对象
REDIS_SET 集合对象
REDIS_ZSET 有序集合对象

实践

这个时候其实我对于命令还只是停留在set，get阶段，不过不要紧，先有个感性的认识，理性的认识慢慢来。

#String 类型

127.0.0.1:6379> set abc haha
OK
127.0.0.1:6379> get abc
"haha"
127.0.0.1:6379> type abc
string
127.0.0.1:6379>

#list 类型

127.0.0.1:6379> type abclist
list
127.0.0.1:6379>

#hash类型

127.0.0.1:6379> hmset srudent name tom age 15 address nanjing
OK

127.0.0.1:6379> hmget srudent name age address
1) "tom"
2) "15"
3) "nanjing"
127.0.0.1:6379> type srudent
hash

另外还有集合和有序集合这两个基本的类型，分别是set和zset，不去列举了。几个类型都在下面。OBJECT ENCODING命令可以查看编码方式

对象	对象 `type` 属性的值	TYPE 命令的输出
字符串对象	`REDIS_STRING`	`"string"`
列表对象	`REDIS_LIST`	`"list"`
哈希对象	`REDIS_HASH`	`"hash"`
集合对象	`REDIS_SET`	`"set"`
有序集合对象	`REDIS_ZSET`	`"zset"`

编码和底层实现

这一段我也不清楚，暂时先记录下，作为对比，以后深入学习之后再说：

编码常量	编码所对应的底层数据结构
`REDIS_ENCODING_INT`	`long` 类型的整数
`REDIS_ENCODING_EMBSTR`	`embstr` 编码的简单动态字符串
`REDIS_ENCODING_RAW`	简单动态字符串
`REDIS_ENCODING_HT`	字典
`REDIS_ENCODING_LINKEDLIST`	双端链表
`REDIS_ENCODING_ZIPLIST`	压缩列表
`REDIS_ENCODING_INTSET`	整数集合
`REDIS_ENCODING_SKIPLIST`	跳跃表和字典

类型	编码	对象
`REDIS_STRING`	`REDIS_ENCODING_INT`	使用整数值实现的字符串对象。
`REDIS_STRING`	`REDIS_ENCODING_EMBSTR`	使用 `embstr` 编码的简单动态字符串实现的字符串对象。
`REDIS_STRING`	`REDIS_ENCODING_RAW`	使用简单动态字符串实现的字符串对象。
`REDIS_LIST`	`REDIS_ENCODING_ZIPLIST`	使用压缩列表实现的列表对象。
`REDIS_LIST`	`REDIS_ENCODING_LINKEDLIST`	使用双端链表实现的列表对象。
`REDIS_HASH`	`REDIS_ENCODING_ZIPLIST`	使用压缩列表实现的哈希对象。
`REDIS_HASH`	`REDIS_ENCODING_HT`	使用字典实现的哈希对象。
`REDIS_SET`	`REDIS_ENCODING_INTSET`	使用整数集合实现的集合对象。
`REDIS_SET`	`REDIS_ENCODING_HT`	使用字典实现的集合对象。
`REDIS_ZSET`	`REDIS_ENCODING_ZIPLIST`	使用压缩列表实现的有序集合对象。
`REDIS_ZSET`	`REDIS_ENCODING_SKIPLIST`	使用跳跃表和字典实现的有序集合对象。

字符串对象

字符串对象的编码可以是 int ,raw,embstr

1.设置的是数字型的键值对，编码就是int

127.0.0.1:6379> set num 10010
OK
127.0.0.1:6379> type num
string
127.0.0.1:6379> object encoding num
"int"
127.0.0.1:6379>

底层结构如下：图直接copy下来，可以看见ptr指针直接指向这个值

$digraph { label = "\n 图 8-1 int 编码的字符串对象"; rankdir = LR; node [shape = record]; redisObject [label = " redisObject | type \n REDIS_STRING | encoding \n REDIS_ENCODING_INT | <ptr> ptr | ... "]; node [shape = plaintext]; number [label = "10086"] redisObject:ptr -> number;}$

2.设置的是字符串键值对，这其中根据字符串长度的不同，会有不同的表现

2.1 长度小于39的话，会使用embstr的编码

127.0.0.1:6379> set key1 abc
OK
127.0.0.1:6379> type key1
string
127.0.0.1:6379> object encoding key1
"embstr"
127.0.0.1:6379>

embstr是专门针对短字符串的一种优化，和raw一样，都使用redisObject和sdshdr结构表示，但是embstr只调用一次内存分配函数来分配一块连续的空间

$digraph { label = "\n 图 8-3 embstr 编码创建的内存块结构"; node [shape = record]; embstr [ label = " { redisObject | { type | encoding | <ptr> ptr | ... } } | { sdshdr | { free | len | <buf> buf }} " ];}$

因此2.1中set的 key1就如下结构：图是直接copy的，可以看见sdshdr中有free,len和buf，buf中存放的是字符串，以\0结尾，和C一致

$digraph { label = "\n 图 8-4 embstr 编码的字符串对象"; node [shape = record]; embstr [ label = " { redisObject | { type \n REDIS_STRING | encoding \n REDIS_ENCODING_EMBSTR | <ptr> ptr | ... } } | { sdshdr | { free \n 0 | len \n 5 | { buf | { <buf> 'h' | 'e' | 'l' | 'l' | 'o' | '\\0'}} }} " ]; embstr:ptr -> embstr:buf;}$

2.2 长度超过 39，使用的是 raw编码方式

127.0.0.1:6379> set key2 "abc cdrfdsertg kgjfhdurhfg hff"
OK
127.0.0.1:6379> type key1
string
127.0.0.1:6379> type key2
string
127.0.0.1:6379> object encoding key2
"raw"
127.0.0.1:6379>

raw方式的不同点在于调用两次内存分配函数创建redisObject和sdshdr结构，也就是这种方式的存放地址不是连续的，但是内部都是一样的

$digraph { label = "\n 图 8-2 raw 编码的字符串对象"; rankdir = LR; node [shape = record]; redisObject [label = " redisObject | type \n REDIS_STRING | encoding \n REDIS_ENCODING_RAW | <ptr> ptr | ... "]; sdshdr [label = " <head> sdshdr | free \n 0 | len \n 43 | <buf> buf"]; buf [label = " { 'L' | 'o' | 'n' | 'g' | ... | 'k' | 'i' | 'n' | 'g' | ' ' | '.' | '.' | '.' | '\\0' } " ]; // redisObject:ptr -> sdshdr:head; sdshdr:buf -> buf;}$

2.3浮点数也是一样可以保存的，但是会转换成字符串

127.0.0.1:6379> set key3 3.14
OK
127.0.0.1:6379> type key3
string
127.0.0.1:6379> object encoding key3
"embstr"
127.0.0.1:6379>

总结下：

值	编码
可以用 `long` 类型保存的整数。	`int`
可以用 `long double` 类型保存的浮点数。	`embstr` 或者 `raw`
字符串值，或者因为长度太大而没办法用 `long` 类型表示的整数，又或者因为长度太大而没办法用 `long double` 类型表示的浮点数。	`embstr` 或者 `raw`

编码的转换

int 和embstr子啊特定条件会向raw转换，不难理解，如果int 拼接字符串或者字符串长度太长，会转换

比如1：

127.0.0.1:6379> get num
"10010"
127.0.0.1:6379> append num "is a num"
(integer) 13
127.0.0.1:6379> get num
"10010is a num"
127.0.0.1:6379> object encoding num
"raw"
127.0.0.1:6379>

比如2： redis中没有对embstr编码的字符串提供修改程序，所以embstr都是只读的，因此任何对embstr做的修改，都会先将embstr转换成raw，再执行修改。

127.0.0.1:6379> set key5 abc
OK
127.0.0.1:6379> object encoding abc
"embstr"
127.0.0.1:6379> append key5 " is a english"
(integer) 16
127.0.0.1:6379> obejct encoding key5
(error) ERR unknown command 'obejct'
127.0.0.1:6379> object encoding key5
"raw"
127.0.0.1:6379>

字符串命令：

命令	`int` 编码的实现方法	`embstr` 编码的实现方法	`raw` 编码的实现方法
SET	使用 `int` 编码保存值。	使用 `embstr` 编码保存值。	使用 `raw` 编码保存值。
GET	拷贝对象所保存的整数值，将这个拷贝转换成字符串值，然后向客户端返回这个字符串值。	直接向客户端返回字符串值。	直接向客户端返回字符串值。
APPEND	将对象转换成 `raw` 编码，然后按 `raw`编码的方式执行此操作。	将对象转换成 `raw` 编码，然后按 `raw`编码的方式执行此操作。	调用 `sdscatlen` 函数，将给定字符串追加到现有字符串的末尾。
INCRBYFLOAT	取出整数值并将其转换成 `longdouble` 类型的浮点数，对这个浮点数进行加法计算，然后将得出的浮点数结果保存起来。	取出字符串值并尝试将其转换成`long double` 类型的浮点数，对这个浮点数进行加法计算，然后将得出的浮点数结果保存起来。如果字符串值不能被转换成浮点数，那么向客户端返回一个错误。	取出字符串值并尝试将其转换成 `longdouble` 类型的浮点数，对这个浮点数进行加法计算，然后将得出的浮点数结果保存起来。如果字符串值不能被转换成浮点数，那么向客户端返回一个错误。
INCRBY	对整数值进行加法计算，得出的计算结果会作为整数被保存起来。	`embstr` 编码不能执行此命令，向客户端返回一个错误。	`raw` 编码不能执行此命令，向客户端返回一个错误。
DECRBY	对整数值进行减法计算，得出的计算结果会作为整数被保存起来。	`embstr` 编码不能执行此命令，向客户端返回一个错误。	`raw` 编码不能执行此命令，向客户端返回一个错误。
STRLEN	拷贝对象所保存的整数值，将这个拷贝转换成字符串值，计算并返回这个字符串值的长度。	调用 `sdslen` 函数，返回字符串的长度。	调用 `sdslen` 函数，返回字符串的长度。
SETRANGE	将对象转换成 `raw` 编码，然后按 `raw`编码的方式执行此命令。	将对象转换成 `raw` 编码，然后按 `raw`编码的方式执行此命令。	将字符串特定索引上的值设置为给定的字符。
GETRANGE	拷贝对象所保存的整数值，将这个拷贝转换成字符串值，然后取出并返回字符串指定索引上的字符。	直接取出并返回字符串指定索引上的字符。	直接取出并返回字符串指定索引上的字符。