[Redis][String][下]详细讲解

1.其他命令

1.APPEND

功能：
- 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。
语法：APPEND KEY VALUE
时间复杂度： $O (1)$ ，追加的字符串⼀般⻓度较短，可以视为 $O (1)$
返回值：追加完成之后string的⻓度(单位是字节)

2.GETRANGE

功能：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
- 注意：如果字符串中保存的是汉字，此时进行字串切分，切出来的很可能不是完成的汉字
语法：GETRANGE key start end
返回值：string类型的字串
时间复杂度： $O (N)$ ，N为[start, end]区间的⻓度，由于string通常⽐较短，可以视为是O(1)

3.SETRANGE

功能：覆盖字符串的⼀部分，从指定的偏移开始
- 注意：针对不存在的key，也可以操作，不过会把offset之前的内容填充成0x00
语法：SETRANGE key offset value
返回值：替换后的string的长度
时间复杂度： $O (N)$ ，N为value的⻓度，由于string通常⽐较短，可以视为是O(1)

4.STRLEN

功能：获取key对应的string的长度，当key存放的类型不是string时，报错
语法：STRLEN key
返回值：
- string的⻓度
- 当key不存在时，返回0
时间复杂度： $O (1)$

2.内部编码

字符串类型的内部编码有3种
- int：8个字节的长整形
- 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长度动态决定使用哪种内部编码实现

# 整形
> set key 2333
OK
> object encoding key
"int"# 短字符串
> set key "hello"
OK
> object encoding key
"embstr"# ⼤于39个字节的字符串
> set key "one string greater than 39 bytes ........"
OK
> object encoding key
"raw

3.典型使用场景

1.缓存(Cache)功能

典型缓存使用场景：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

模拟以上业务数据访问过程：

根据用户uid获取用户信息
```
UserInfo GetUserInfo(long uid) { ... }
```

先从Redis获取用户信息，假设用户信息保存在"user:info:<uid>对应的键中

// 根据uid得到Redis的键
String key = "user:info:" + uid;// 尝试从Redis中获取对应的值
String value = Redis 执⾏命令： get key;// 如果缓存命中(hit)
if(value != null)
{// 假设⽤⼾信息按照JSON格式存储 UserInfo userInfo = JSON 反序列化 (value);return userInfo;
}

如果没有从Redis中得到⽤⼾信息，及缓存miss，则进⼀步从MySQL中获取对应的信息，随后写⼊缓存并返回

// 如果缓存未命中(miss)
if (value == null)
{// 从数据库中，根据 uid 获取⽤⼾信息UserInfo userInfo = MySQL 执⾏ SQL：select * from user_info where uid = <uid>// 如果表中没有 uid 对应的⽤⼾信息if (userInfo == null){响应404return null;}// 将⽤⼾信息序列化成 JSON 格式String value = JSON 序列化 (userInfo);// 写⼊缓存，为了防⽌数据腐烂(rot)，设置过期时间为 1 ⼩时(3600秒)Redis 执⾏命令： set key value ex 3600// 返回用户信息return userInfo;
}

通过增加缓存功能，在理想情况下，每个⽤⼾信息，⼀个⼩时期间只会有⼀次MySQL查询，极⼤地提升了查询效率，也降低了MySQL的访问数
注意：
- 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:2333"、"vs:user_info:2333:name” 来表⽰
    - 如果当前Redis只会被⼀个业务使⽤，可以省略业务名"vs:"
- 如果键名过长，则可以使⽤团队内部都认同的缩写替代
  - 例如："user:2333:friends:messages:6666"可以被"u:2333:fr:m:666"代替
  - 毕竟键名过⻓，还是会导致Redis的性能明显下降的

2.计数(Counter)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

示例：在Redis中统计某视频的播放次数

long IncrVideoCounter(long vid) 
{key = "video:" + vid;long count = Redis 执⾏命令：incr keyreturn counter;
}

注意：实际中要开发⼀个成熟、稳定的真实计数系统，要⾯临的挑战远不⽌如此简单：防作弊、按照不同维度计数、避免单点问题、数据持久化到底层数据源等

3.共享会话(Session)

为什么？：⼀个分布式Web服务将⽤⼾的Session信息(例如⽤⼾登录信息)保存在各⾃的服务器中，但这样会造成⼀个问题：出于负载均衡的考虑，分布式服务会将⽤⼾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，这样当⽤⼾刷新⼀次访问是可能会发现需要重新登录，这个问题是⽤⼾⽆法容忍的
问题解决：使⽤Redis将⽤⼾的Session信息进⾏集中管理，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

示例：手机验证码

String SendCapcha(String phoneNumber)
{key = "shortMsg:limit:" + phoneNumber;// 设置过期时间为1分钟// 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 ex 60 nxif(r == false){// 说明之前设置过该手机的验证码了long c = Redis 执行命令：incr keyif(c > 5){// 说明超过一分钟5次的限制了// 限制发送return null;}}// 说明要么之前没有设置过⼿机的验证码；要么次数没有超过 5 次String validationCode = ⽣成随机的 6 位数的验证码 ();validationKey = "validation:" + phoneNumber;// 验证码 5 分钟内有效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户return validationCode;
}// 验证用户输入的验证码是否正确
bool VerifyCode(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;}
}