35- Redis 实战 - 字符串对象

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。

表8-6 字符串对象保存各类型值的编码方式

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。

表8-7 字符串命令的实现