字符串对象
最后更新于：2022-04-01 21:36:06
字符串对象的编码可以是 `int` 、 `raw` 或者 `embstr` 。
如果一个字符串对象保存的是整数值， 并且这个整数值可以用 `long` 类型来表示， 那么字符串对象会将整数值保存在字符串对象结构的 `ptr`属性里面（将 `void*` 转换成 `long` ）， 并将字符串对象的编码设置为 `int` 。
举个例子， 如果我们执行以下 SET 命令， 那么服务器将创建一个如图 8-1 所示的 `int` 编码的字符串对象作为 `number` 键的值：
~~~
redis> SET number 10086
OK
redis> OBJECT ENCODING number
"int"
~~~
如果字符串对象保存的是一个字符串值， 并且这个字符串值的长度大于 `39` 字节， 那么字符串对象将使用一个简单动态字符串（SDS）来保存这个字符串值， 并将对象的编码设置为 `raw` 。
举个例子， 如果我们执行以下命令， 那么服务器将创建一个如图 8-2 所示的 `raw` 编码的字符串对象作为 `story` 键的值：
~~~
redis> SET story "Long, long, long ago there lived a king ..."
OK
redis> STRLEN story
(integer) 43
redis> OBJECT ENCODING story
"raw"
~~~
如果字符串对象保存的是一个字符串值， 并且这个字符串值的长度小于等于 `39` 字节， 那么字符串对象将使用 `embstr` 编码的方式来保存这个字符串值。
`embstr` 编码是专门用于保存短字符串的一种优化编码方式， 这种编码和 `raw` 编码一样， 都使用 `redisObject` 结构和 `sdshdr` 结构来表示字符串对象， 但 `raw` 编码会调用两次内存分配函数来分别创建 `redisObject` 结构和 `sdshdr` 结构， 而 `embstr` 编码则通过调用一次内存分配函数来分配一块连续的空间， 空间中依次包含 `redisObject` 和 `sdshdr` 两个结构， 如图 8-3 所示。
`embstr` 编码的字符串对象在执行命令时， 产生的效果和 `raw` 编码的字符串对象执行命令时产生的效果是相同的， 但使用 `embstr` 编码的字符串对象来保存短字符串值有以下好处：
1. `embstr` 编码将创建字符串对象所需的内存分配次数从 `raw` 编码的两次降低为一次。
2. 释放 `embstr` 编码的字符串对象只需要调用一次内存释放函数， 而释放 `raw` 编码的字符串对象需要调用两次内存释放函数。
3. 因为 `embstr` 编码的字符串对象的所有数据都保存在一块连续的内存里面， 所以这种编码的字符串对象比起 `raw` 编码的字符串对象能够更好地利用缓存带来的优势。
作为例子， 以下命令创建了一个 `embstr` 编码的字符串对象作为 `msg` 键的值， 值对象的样子如图 8-4 所示：
~~~
redis> SET msg "hello"
OK
redis> OBJECT ENCODING msg
"embstr"
~~~
最后要说的是， 可以用 `long double` 类型表示的浮点数在 Redis 中也是作为字符串值来保存的： 如果我们要保存一个浮点数到字符串对象里面， 那么程序会先将这个浮点数转换成字符串值， 然后再保存起转换所得的字符串值。
举个例子， 执行以下代码将创建一个包含 `3.14` 的字符串表示 `"3.14"` 的字符串对象：
~~~
redis> SET pi 3.14
OK
redis> OBJECT ENCODING pi
"embstr"
~~~
在有需要的时候， 程序会将保存在字符串对象里面的字符串值转换回浮点数值， 执行某些操作， 然后再将执行操作所得的浮点数值转换回字符串值， 并继续保存在字符串对象里面。
举个例子， 如果我们执行以下代码的话：
~~~
redis> INCRBYFLOAT pi 2.0
"5.14"
redis> OBJECT ENCODING pi
"embstr"
~~~
那么程序首先会取出字符串对象里面保存的字符串值 `"3.14"` ， 将它转换回浮点数值 `3.14` ， 然后把 `3.14` 和 `2.0` 相加得出的值 `5.14` 转换成字符串 `"5.14"` ， 并将这个 `"5.14"` 保存到字符串对象里面。
表 8-6 总结并列出了字符串对象保存各种不同类型的值所使用的编码方式。
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表 8-6 字符串对象保存各类型值的编码方式
| 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` |
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## 编码的转换
`int` 编码的字符串对象和 `embstr` 编码的字符串对象在条件满足的情况下， 会被转换为 `raw` 编码的字符串对象。
对于 `int` 编码的字符串对象来说， 如果我们向对象执行了一些命令， 使得这个对象保存的不再是整数值， 而是一个字符串值， 那么字符串对象的编码将从 `int` 变为 `raw` 。
在下面的示例中， 我们通过 APPEND 命令， 向一个保存整数值的字符串对象追加了一个字符串值， 因为追加操作只能对字符串值执行， 所以程序会先将之前保存的整数值 `10086` 转换为字符串值 `"10086"` ， 然后再执行追加操作， 操作的执行结果就是一个 `raw` 编码的、保存了字符串值的字符串对象：
~~~
redis> SET number 10086
OK
redis> OBJECT ENCODING number
"int"
redis> APPEND number " is a good number!"
(integer) 23
redis> GET number
"10086 is a good number!"
redis> OBJECT ENCODING number
"raw"
~~~
另外， 因为 Redis 没有为 `embstr` 编码的字符串对象编写任何相应的修改程序 （只有 `int` 编码的字符串对象和 `raw` 编码的字符串对象有这些程序）， 所以 `embstr` 编码的字符串对象实际上是只读的： 当我们对 `embstr` 编码的字符串对象执行任何修改命令时， 程序会先将对象的编码从 `embstr` 转换成 `raw` ， 然后再执行修改命令； 因为这个原因， `embstr` 编码的字符串对象在执行修改命令之后， 总会变成一个 `raw` 编码的字符串对象。
以下代码展示了一个 `embstr` 编码的字符串对象在执行 APPEND 命令之后， 对象的编码从 `embstr` 变为 `raw` 的例子：
~~~
redis> SET msg "hello world"
OK
redis> OBJECT ENCODING msg
"embstr"
redis> APPEND msg " again!"
(integer) 18
redis> OBJECT ENCODING msg
"raw"
~~~
## 字符串命令的实现
因为字符串键的值为字符串对象， 所以用于字符串键的所有命令都是针对字符串对象来构建的， 表 8-7 列举了其中一部分字符串命令， 以及这些命令在不同编码的字符串对象下的实现方法。
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表 8-7 字符串命令的实现
| 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。 |
';