redis基礎資料型別--String
String型別的使用
前言
要想學好redis，那麼string這個基本資料型別就一定要掌握，它是最基礎的資料型別，如果是噹噹使用redis的string型別進行資料操作的話，那麼使用redis就好像使用memcache（基於php框架開發的開源的分散式記憶體物件快取系統）。但是我們知道redis的資料結構不只有string這個一個，後續的課程會繼續講解redis的其他資料型別。
介紹
redis的String型別是包含了許多種型別的特殊型別，並且是二進位制安全的，我們可以使用redis的string型別來儲存比如序列化後的物件、比如一張圖片進行二進位制儲存（值的長度不能超過512MB）、比如是一個字串、數值等等。
使用
redis像其他開源專案一樣，也提供命令列的方式，方便我們進行操作，並且提供了redis的客戶端，我們可以在redis客戶端上輸入命令進行操作。下面講解string的各種命令：
（1）、append
如果key已經存在，並且值為字串，那麼這個命令會把value追加到原來值（value）的結尾。 如果key不存在，那麼它將首先建立一個空字串的key，再執行追加操作，這種情況
語法：append key value(key為要追加的key，value是追加的值)
返回值（int型別，為追加後的字串長度）
例子：
redis> exists mykey (integer) 0 redis> append mykey "Hello" (integer) 5 redis> append mykey " World" (integer) 11 redis> get mykey "Hello World" redis>
（2）、bitcount
bitcount是統計字串中被設定為1的bit數，一般情況下，給定的整個字串都會被進行計數，通過指定額外的 start 或 end 引數，可以讓計數只在特定的位上進行。start 和 end 引數的設定和 GETRANGE 命令類似，都可以使用負數值：比如 -1 表示最後一個位，而 -2 表示倒數第二個位，以此類推。不存在的 key 被當成是空字串來處理，因此對一個不存在的 key 進行 BITCOUNT 操作，結果為 0 。
語法：bitcount key [start end]，指定額外的start或者end引數，讓技術只在特定的位上進行。
返回值（int型別，為被設定為 1 的位的數量。）
例子：
redis> set mykey "foobar"
OK
redis> bitcount mykey
(integer) 26
redis> bitcount mykey 0 0
(integer) 4
redis> bitcount mykey 1 1
(integer) 6
redis>模式：使用 bitmap 實現使用者上線次數統計
假設現在我們希望記錄自己網站上的使用者的上線頻率，比如說，計算使用者 A 上線了多少天，使用者 B 上線了多少天，諸如此類，以此作為資料，從而決定讓哪些使用者參加 beta 測試等活動 —— 這個模式可以使用 setbit 和 bitcount 來實現。
比如說，每當使用者在某一天上線的時候，我們就使用 setbit ，以使用者名稱作為 key ，將那天所代表的網站的上線日作為 offset 引數，並將這個 offset 上的為設定為 1 。
舉個例子，如果今天是網站上線的第 100 天，而使用者 peter 在今天閱覽過網站，那麼執行命令setbit peter 100 1 ；如果明天 peter 也繼續閱覽網站，那麼執行命令 setbit peter 101 1 ，以此類推。
當要計算 peter 總共以來的上線次數時，就使用 bitcount 命令：執行 bitcount peter ，得出的結果就是 peter 上線的總天數。
更詳細的實現可以參考博文 Fast, easy, realtime metrics using Redis bitmaps (需要翻牆)
效能：
前面的上線次數統計例子，即使執行 10 年，佔用的空間也只是每個使用者 10*365 位元位(bit)，也即是每個使用者 456 位元組。對於這種大小的資料來說， bitcount 的處理速度就像 get 和 incr 這種 O(1) 複雜度的操作一樣快。
如果你的 bitmap 資料非常大，那麼可以考慮使用以下兩種方法：
- 將一個大的 bitmap 分散到不同的 key 中，作為小的 bitmap 來處理。使用 Lua 指令碼可以很方便地完成這一工作。
- 使用 bitcount 的 start 和 end 引數，每次只對所需的部分位進行計算，將位的累積工作(accumulating)放到客戶端進行，並且對結果進行快取 (caching)。
(3)、bitop
對一個或多個儲存二進位制位的字串 key 進行位元操作。
bitop命令支援 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 這四種操作中的任意一種引數：
- bitop and destkey key1 key2 key3 ... keyn，對一個或多個 key 求邏輯並，並將結果儲存到 destkey 。
- bitop or destkey key1 key2 key3 ... keyn，對一個或多個 key 求邏輯或，並將結果儲存到 destkey 。
- bitop xor destkey key1 key2 key3 ... keyn，對一個或多個 key 求邏輯異或，並將結果儲存到 destkey 。
- bitop not destkey key1，對給定 key 求邏輯非，並將結果儲存到 destkey 。
除了 NOT 操作之外，其他操作都可以接受一個或多個 key 作為輸入。
執行結果將始終保持到 destkey 裡面。
語法：bitop operation destkey key[key ...] (operation 表示位操作，分別有and、or、 xor、not，destkey為位操作後儲存的key，key是一個數組，是需要進行位操作的key，可以一個也可以多個)
返回值（int型別 儲存到 destkey 的字串的長度，和輸入 key 中最長的字串長度相等。）
例子：
redis> set key1 "foobar"
OK
redis> set key2 "abcdef"
OK
redis> bitop and dest key1 key2
(integer) 6
redis> get dest
"`bc`ab"
redis>模式：使用 bitop 實現使用者上線次數統計
bitop是對bitcount命令很好的補充。不同的bitmaps進行組合操作可以獲得目標bitmap以進行人口統計操作。
Fast easy realtime metrics using Redis bitmaps這篇文章介紹了一個有趣的用例。
效能： bitop可能是一個緩慢的命令，它的時間複雜度是O(N)。 在處理長字串時應注意一下效率問題。
（4）、incr
對儲存在指定key的數值執行原子的加1操作。
如果指定的key不存在，那麼在執行incr操作之前，會先將它的值設定為0。
如果指定的key中儲存的值不是字串型別（fix：）或者儲存的字串型別不能表示為一個整數，那麼執行這個命令時伺服器會返回一個錯誤(eq:(error) ERR value is not an integer or out of range)。
這個操作僅限於64位的有符號整型資料。
注意: 由於redis並沒有一個明確的型別來表示整型資料，所以這個操作是一個字串操作。執行這個操作的時候，key對應儲存的字串被解析為10進位制的64位有符號整型資料。
事實上，Redis 內部採用整數形式（Integer representation）來儲存對應的整數值，所以對該類字串值實際上是用整數儲存，也就不存在儲存整數的字串表示（String representation）所帶來的額外消耗。
語法：incr key
返回值：（int型別 執行遞增操作後key對應的值。）
例子：
redis> set mykey "10"
OK
redis> incr mykey
(integer) 11
redis> get mykey
"11"
redis> 例項：計數器
Redis的原子遞增操作最常用的使用場景是計數器。
使用思路是：每次有相關操作的時候，就向Redis伺服器傳送一個incr命令。
例如這樣一個場景：我們有一個web應用，我們想記錄每個使用者每天訪問這個網站的次數。
web應用只需要通過拼接使用者id和代表當前時間的字串作為key，每次使用者訪問這個頁面的時候對這個key執行一下incr命令。
這個場景可以有很多種擴充套件方法:
- 通過結合使用incr和expire命令，可以實現一個只記錄用戶在指定間隔時間內的訪問次數的計數器
- 客戶端可以通過 getset 命令獲取當前計數器的值並且重置為0
- 通過類似於 decr 或者 incrby 等原子遞增/遞減的命令，可以根據使用者的操作來增加或者減少某些值 比如線上遊戲，需要對使用者的遊戲分數進行實時控制，分數可能增加也可能減少。
例項：限速器
限速器是一種可以限制某些操作執行速率的特殊場景。
傳統的例子就是限制某個公共api的請求數目。
假設我們要解決如下問題：限制某個api每秒每個ip的請求次數不超過10次。
我們可以通過incr命令來實現兩種方法解決這個問題。
例項：限速器1
更加簡單和直接的實現如下：
function limit_api_call(ip):
ts=current_unix_time()
keyname = ip+":"+ts
current = get(keyname)
if current != null and current > 10 then
error "too many requests per second"
else
multi
incr(keyname,1)
expire(keyname,10)
exec
perform_api_call()
end這種方法的基本點是每個ip每秒生成一個可以記錄請求數的計數器。
但是這些計數器每次遞增的時候都設定了10秒的過期時間，這樣在進入下一秒之後，redis會自動刪除前一秒的計數器。
注意上面虛擬碼中我們用到了 multi 和 exec 命令，將遞增操作和設定過期時間的操作放在了一個事務中， 從而保證了兩個操作的原子性。
例項: 限速器 2
另外一個實現是對每個ip只用一個單獨的計數器（不是每秒生成一個），但是需要注意避免竟態條件。 我們會對多種不同的變數進行測試。
function limit_api_call(ip):
current = get(ip)
if current != null and current > 10 then
error "too many requests per secord"
else
value = incr(ip)
if value == 1 then
expire(value,1)
end
perform_api_call()
end
上述方法的思路是，從第一個請求開始設定過期時間為1秒。如果1秒內請求數超過了10個，那麼會拋異常。
否則，計數器會清零。
上述程式碼中，可能會進入競態條件，比如客戶端在執行INCR之後，沒有成功設定EXPIRE時間。這個ip的key 會造成記憶體洩漏，直到下次有同一個ip傳送相同的請求過來。
把上述incr和expire命令寫在lua指令碼並執行eval命令可以避免上述問題（只有redis版本>＝2.6才可以使用）
local current
current = redis.call("incr",KEYS[1])
if tonumber(current) == 1 then
redis.call("expire",KEYS[1],1)
end
還可以通過使用redis的list來解決上述問題避免進入競態條件。
實現程式碼更加複雜並且利用了一些redis的新的feature，可以記錄當前請求的客戶端ip地址。這個有沒有好處 取決於應用程式本身。
function limit_api_call(ip):
cuurent = llen(ip)
if current > 10 then
error "too many requests per secord"
else
if exists(ip) == false
multi
rpush(ip,ip)
expire(ip,1)
exec
else
rpushx(ip,ip)
end
perform_api_call()
endThe rpushx command only pushes the element if the key already exists.
rpushx命令會往list中插入一個元素，如果key存在的話
上述實現也可能會出現競態，比如我們在執行exists指令之後返回了false，但是另外一個客戶端建立了這個key。
(5)、decr
對key對應的數字做減1操作。
如果key不存在，那麼在操作之前，這個key對應的值會被置為0。
如果key有一個錯誤型別的value或者是一個不能表示成數字的字串，就返回錯誤。
這個操作最大支援在64位有符號的整型數字。
語法：decr key
返回值：（int型別 執行遞減操作後key對應的值。）
例子：
redis> set mykey "10"
OK
redis> decr mykey
(integer) 9
redis> SET mykey "234293482390480948029348230948"
OK
redis> decr mykey
ERR value is not an integer or out of range
redis> （6）、decrby
將key對應的數字減decrement。如果key不存在，操作之前，key就會被置為0。如果key的value型別錯誤或者是個不能表示成數字的字串，就返回錯誤。這個操作最多支援64位有符號的正型數字。
語法：decrby key decrement(decrement為需要減多少的數值)
返回值：（int型別 減少之後的value值。）
例子：
redis> set mykey "10"
OK
redis> decrby mykey 5
(integer) 5
redis> （7）、get
返回key的value。如果key不存在，返回特殊值nil。如果key的value不是string，就返回錯誤，因為get命令只處理string型別的 value。
語法：get key
返回值：（key對應的value，或者nil（key不存在時））
例子：
redis> get nonexisting
(nil)
redis> set mykey "Hello"
OK
redis> get mykey
"Hello"
redis> （8）、getbit
返回key對應的string在offset處的bit值 當offset超出了字串長度的時候，這個字串就被假定為由0位元填充的連續空間。當key不存在的時候，它就認為是一個空字串，所以offset總是超出範圍，然後value也被認為是由0位元填充的連續空間。到記憶體分配。
語法：getbit key offset
返回值：（int型別 在offset處的bit值）
例子：
redis> setbit mykey 7 1
(integer) 0
redis> getbit mykey 0
(integer) 0
redis> getbit mykey 7
(integer) 1
redis> getbit mykey 100
(integer) 0
redis> (8)、 getrange
返回key對應的字串value的子串，這個子串是由start和end位移決定的（兩者都在string內）。可以用負的位移來表示從string尾部開始數的下標。所以-1就是最後一個字元，-2就是倒數第二個，以此類推。
這個函式處理超出範圍的請求時，都把結果限制在string內。
：getrange key start end
返回值：（string語法型別）
例子：
redis> set mykey "This is a string"
OK
redis> getrange mykey 0 3
"This"
redis> getrange mykey -3 -1
"ing"
redis> getrange mykey 0 -1
"This is a string"
redis> getrange mykey 10 100
"string"
redis> （9）、incrby
將key對應的數字加increment。如果key不存在，操作之前，key就會被置為0。如果key的value型別錯誤或者是個不能表示成數字的字串，就返回錯誤。這個操作最多支援64位有符號的正型數字。
語法：incrby key increment
返回值：(int型別 增加之後的value值。)
例子：
redis> set mykey "10"
OK
redis> incrby mykey 5
(integer) 15
redis> （10）、incrbyfloat
通過指定浮點數key來增長浮點數(存放於string中)的值. 當鍵不存在時,先將其值設為0再操作.下面任一情況都會返回錯誤:
- key 包含非法值(不是一個string).
- 當前的key或者相加後的值不能解析為一個雙精度的浮點值.(超出精度範圍了)
如果操作命令成功, 相加後的值將替換原值儲存在對應的鍵值上, 並以string的型別返回. string中已存的值或者相加引數可以任意選用指數符號,但相加計算的結果會以科學計數法的格式儲存. 無論各計算的內部精度如何, 輸出精度都固定為小數點後17位.
語法：incrbyfloat key increment
返回值：(String型別，當前key增加increment後的值。)
例子：
redis> set mykey 10.50
OK
redis> incrbyfloat mykey 0.1
"10.6"
redis> set mykey 5.0e3
OK
redis> incrbyfloat mykey 2.0e2
"5200"
redis> （11）、mget
返回所有指定的key的value。對於每個不對應string或者不存在的key，都返回特殊值nil。正因為此，這個操作從來不會失敗。
語法：mget key[key...] （key為陣列，可以一個或者多個）
返回值：(list連結串列結構 指定的key對應的values的list)
例子：
redis> set key1 "Hello"
OK
redis> set key2 "World"
OK
redis> mget key1 key2 nonexisting
1) "Hello"
2) "World"
3) (nil)
redis> (12)、mset
可以設定多個key和value，當使用mset命令設定已經存在value的key時，mset命令會用新的value去取代原來的value，mset是原子的，所以所有給定的keys是一次性set的。
語法：mset key value[key value ...]
返回值：總是ok，因為是原子性的，不會失敗
例子：
redis> mset key1 "Hello" key2 "World"
OK
redis> get key1
"Hello"
redis> get key2
"World"
redis> (13)、msetnx
可以設定多個key和value，當使用msetnx設定一個已經存在的key時，那麼操作是不會成功的。對應給定的keys到他們相應的values上。只要有一個key已經存在，msetnx一個操作都不會執行。 由於這種特性，msetnx可以實現要麼所有的操作都成功，要麼一個都不執行，這樣可以用來設定不同的key，來表示一個唯一的物件的不同欄位。msetnx是原子的，所以所有給定的keys是一次性set的。
語法：msetnx key value[key value...]
返回值：
- 1 如果所有的key被set
- 0 如果沒有key被set(至少其中有一個key是存在的)
例子：
redis> msetnx key1 "Hello" key2 "there"
(integer) 1
redis> msetnx key2 "there" key3 "world"
(integer) 0
redis> mset key1 key2 key3
1) "Hello"
2) "there"
3) (nil)
redis> (14)、psetnx
設定key對應字串value，並且設定key在給定的seconds時間之後超時過期（毫秒）,可以使用pttl命令檢視時間
語法：psetnx key milliseconds value
返回值：總是ok
例子：
redis> psetnx mykey 1000 "Hello"
OK
redis> pttl mykey
(integer) 999
redis> get mykey
"Hello"
redis> （15）、set
將鍵set設定為指定的“字串”值。如果 key 已經儲存了一個值，那麼這個操作會直接覆蓋原來的值，並且忽略原始型別。當set命令執行成功之後，之前設定的過期時間都將失效。
語法：set key value [ex seconds] [px milliseconds] [xx] [nx] ex
- exseconds – 設定鍵key的過期時間，單位時秒
- px milliseconds – 設定鍵key的過期時間，單位時毫秒
- nx– 只有鍵key不存在的時候才會設定key的值
- xx– 只有鍵key存在的時候才會設定key的值
返回值：如果set命令正常執行那麼回返回OK，否則如果加了nx 或者 xx選項，但是沒有設定條件。那麼會返回nil。
例子：
redis> set mykey "Hello"
OK
redis> get mykey
"Hello"
redis>