redis数据类型--String

/*
* 操作命令？
* 问题1：为什么要用String类型？
* 问题2：String它能存什么？
* 问题3：String存储实现原理是什么？
* 问题4：应用场景？
*
* */
操作命令：
打开客户端：bin目录下输入 ./redis-cli 回车
select xxx (选择库)
flushdb（清除当前库）
flushall（清除所有）
redis默认是16个db，第一个是0最后一个是15
set aaa 111
mset bbb:1 ccc:2 （设置多个key和多个值，一个key存一个值比如：bbb=1,ccc=2）
mget bbb
mget ccc
mset student:1:sno:qinghuadaxue student:1:name:zhangsan student:1:company:tengxun（设置一个key对应多个值，类似于表，解释：学生表student中id是1的学号是qinghuadaxue 姓名是zhangsan依次类推后面的）
mget student:1:sno student:1:sname student:1:company（取值...）
mset和mget的key是比较长的，比较费内存。
setnx zhangsan（这个命令可以用来做锁操作，一般配合expire使用，给锁加一个过期时间防止死锁）
incr aaa （只是用整数，做递增，场景：统计，全局id，限流）

1、为什么用String？
原因：Redis是有C语音编写的，在C语音中本身是没有String的而是用Char[]。使用Char[]数组有违背redis的存储理念。
说一下Char[]存储的不好之处：
1）：Char[]在存储之前必须要指定字符数组的大小，若果指定过大则导致内存浪费，过小则导致内存溢出。
2）：对Char[]字符数组的长度进行变更的时候需要重新分配内存。
3）：获取字符数组的长度的时候需要对字符数组进行遍历，时间复杂度为O(n)。
4）：结束符以\0为标准，像音频、视频等2进制的文件，它极有可能会出行数据不安全，会出现和预想的不一致的情况。
基于上面的一些问题，Redis有自己的一套String的实现，它采用的就是SDS，若问SDS是什么，那它就是Redis中String字符串的实现。
SDS存储字符串好处：
1）：不需要担心内存溢出的问题，若果有需要会自动扩容。
2）：String字符串长度变更不需要重新分配内存，可以通过"空间预分配"和"惰性空间释放"防止重新分配内存。
3）：获取字符串的长度的时候有自己的len属性来获取，() -> 时间复杂度为O(1)。
4）：String字符串读取的结尾有len的长度决定，避免出现数据丢失的问题。

Redis中的SDS空间预分配和惰性空间释放？
预分配：当SDS中的内存不够存储的时候比如当前SDS的存储小于1MB，若修改之后内存是13字节则他的存储空间是13+13+1（第二个13是预分配出来未使用的空间，最后一个字节是用来保存空字符的）
若果SDS的长度修改之后大于等于1MB，分配之后len属性的长度是30MB，那么SDS=30MB+1MB+1byte，1Mb就是预分配出来未使用的空间
惰性释放：如果SDS中的len长度变小则不会立刻释放空间，而是将缩短后多出来的空间放到free属性中，等待将来使用
总结：空间预分配和惰性释放可以减少内存分配的次数。

2、String能存储什么？
Stirng字符串、int、float和一些JSON结构的字符串。
说一下如果存/取JSON字符串的话，Redis首先是会进行序列化和反序列话的，这样难免会对序列化和反序列化进行额外的内存开销。

3、存储实现原理：
由于Redis是KV的形式进行存储的，所以他是通过hashtable来存储数据的，我们把它叫做外层的hash，redis中每个KV都是一个dictEntry（dict：字典；entry：实体），
而每一个dictEntry里面有他的属性next指向下一个dictEntry。看下图：

可以看到dictEntry中的key是以SDS来存储的，也就是说key只能是字符串类型的。value是通过RedisObject来存储的，然后通过RedisObject来指向他的SDS，
这里有个疑问既然是通过RedisObject类指向SDS，那为什么不直接用SDS呢来存呢？其实还是为了节约内存。
另一个就是String的存储大小限制：int长整形的2^63-1的时候用int存储，小于44个字符（一个英文一个字符）用embstr存储，大于44用raw存储。embstr是只读的，一点进行修改就会变成raw类型存储。

顺便说一下embstr和raw的区别：
好处：embstr内存只需要分配一次（RedisObject和SDS是连续的），raw需要两次（redisObject和SDS）；embstr在创建时少分配一次空间，删除时少释放一次空间，
并且对象所有的数据是连续的方便寻找。
坏处：embstr存储的数据很小并且不能修改，一旦修改就会变成raw类型，这是因为embstr字符串长度增加是要重新分配内存的，RedisObject和SDS都会重新分配空间，因此是只读的。

4、应用场景：
缓存、计数器incr命令、限流（incr设置界限达到界限限制访问）、分布式数据共享（redis session）、全局id（incr命令，因为是自增的）、分布式锁（setnx锁+expire过期时间）