Redis内存优化——String类型介绍及底层原理详解

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前言

Redis 是一个开源的、基于内存的、支持多种数据结构的高性能键值数据库。其中，string 类型是 Redis 最基本的数据结构，也是最常用的数据结构。string 类型可以存储字符串、整数或者浮点数，可以用于实现缓存、计数器、分布式锁等功能。本文将介绍 Redis string 类型的基本用法和底层原理，帮助读者深入理解 Redis 的工作机制。

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String

概述

string 是 Redis 最基本的数据类型，它可以存储任意类型的数据，比如文本、数字、图片或者序列化的对象。一个 string 类型的键最大可以存储 512 MB 的数据。

string 类型的底层实现是 SDS（simple dynamic string），它是一个动态字符串结构，由长度、空闲空间和字节数组三部分组成。SDS有3种编码类型：

• embstr：占用64Bytes的空间，存储44Bytes的数据
• raw：存储大于44Bytes的数据
• int：存储整数类型

embstr和raw存储字符串数据，int存储整型数据

应用场景

string 类型的应用场景非常广泛，比如：

• 缓存数据，提高访问速度和降低数据库压力。
• 计数器，利用 incr 和 decr 命令实现原子性的加减操作。
• 分布式锁，利用 setnx 命令实现互斥访问。
• 限流，利用 expire 命令实现时间窗口内的访问控制。

底层原理

embstr结构

embstr 结构存储小于等于44个字节的字符串，embstr 每次开辟64个byte的空间

• 前19个byte用于存储embstr 结构
• 中间的44个byte存储数据
• 最后为\0符号

raw结构

embstr和raw的转换

在存储字符串的时候，redis会根据数据的长度判断使用哪种结构

• 如果长度小于等于44个字节，就会选择embstr 结构
• 如果长度大于44个byte，就会选择raw结构

127.0.0.1:6379> object encoding str
"embstr"
# str赋值44个字节的字符串
127.0.0.1:6379> set str 1234567890123456789012345678901234567890abcd
OK
127.0.0.1:6379> object encoding str
"embstr"
# str2赋值45个字节的字符串
127.0.0.1:6379> set str2 1234567890123456789012345678901234567890abcde
OK
127.0.0.1:6379> object encoding str2
"raw"
127.0.0.1:6379> set num 123
OK
127.0.0.1:6379> object encoding num
"int"

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总结

Redis string 类型是 Redis 最基本的数据结构，也是最常用的数据结构。string 类型可以存储字符串、整数或者浮点数，可以用于实现缓存、计数器、分布式锁等功能。Redis string 类型的底层实现是 SDS（simple dynamic string），存储小于等于44Bytes的数据使用的是embstr结构，大于44Bytes的数据使用的是raw结构。

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