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 :ref:`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" .. graphviz:: digraph { label = "\n 图 8-1 int 编码的字符串对象"; rankdir = LR; node [shape = record]; redisObject [label = " redisObject | type \n REDIS_STRING | encoding \n REDIS_ENCODING_INT | ptr | ... "]; node [shape = plaintext]; number [label = "10086"] redisObject:ptr -> number; } 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" .. graphviz:: digraph { label = "\n 图 8-2 raw 编码的字符串对象"; rankdir = LR; node [shape = record]; redisObject [label = " redisObject | type \n REDIS_STRING | encoding \n REDIS_ENCODING_RAW | ptr | ... "]; sdshdr [label = " sdshdr | free \n 0 | len \n 43 | buf"]; buf [label = " { 'L' | 'o' | 'n' | 'g' | ... | 'k' | 'i' | 'n' | 'g' | ' ' | '.' | '.' | '.' | '\\0' } " ]; // redisObject:ptr -> sdshdr:head; sdshdr:buf -> buf; } 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。 .. graphviz:: digraph { label = "\n 图 8-3 embstr 编码创建的内存块结构"; node [shape = record]; embstr [ label = " { redisObject | { type | encoding | ptr | ... } } | { sdshdr | { free | len | buf }} " ]; } ``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" .. graphviz:: digraph { label = "\n 图 8-4 embstr 编码的字符串对象"; node [shape = record]; embstr [ label = " { redisObject | { type \n REDIS_STRING | encoding \n REDIS_ENCODING_EMBSTR | ptr | ... } } | { sdshdr | { free \n 0 | len \n 5 | { buf | { 'h' | 'e' | 'l' | 'l' | 'o' | '\\0'}} }} " ]; embstr:ptr -> embstr:buf; } 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 +-------------------------------------------------------------------+---------------------------+ | 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， | ``embstr`` 或者 ``raw`` | | 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。 | | +-------------------------------------------------------------------+---------------------------+ ------------------------------------------------------------------------------------- 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 :ref:`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 :ref:`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 +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | 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 | +=======================+=======================================+=======================================+===========================================+ | :ref:`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。 | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`GET` | 拷贝对象所保存的整数值， | 直接向客户端返回字符串值。 | 直接向客户端返回字符串值。 | | | 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。 | | | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`APPEND` | 将对象转换成 ``raw`` 编码， | 将对象转换成 ``raw`` 编码， | 调用 ``sdscatlen`` 函数， | | | 然后按 ``raw`` | 然后按 ``raw`` | 将给定字符串追加到现有字符串的末尾。 | | | 编码的方式执行此操作。 | 编码的方式执行此操作。 | | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`INCRBYFLOAT` | 取出整数值并将其转换成 | 取出字符串值并尝试将其转换成 | 取出字符串值并尝试将其转换成 | | | ``long double`` 类型的浮点数， | ``long double`` 类型的浮点数， | ``long double`` 类型的浮点数， | | | 对这个浮点数进行加法计算， | 对这个浮点数进行加法计算， | 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。 | 然后将得出的浮点数结果保存起来。 | 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， | 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。 | 那么向客户端返回一个错误。 | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`INCRBY` | 对整数值进行加法计算， | ``embstr`` 编码不能执行此命令， | ``raw`` 编码不能执行此命令， | | | 得出的计算结果会作为整数被保存起来。 | 向客户端返回一个错误。 | 向客户端返回一个错误。 | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`DECRBY` | 对整数值进行减法计算， | ``embstr`` 编码不能执行此命令， | ``raw`` 编码不能执行此命令， | | | 得出的计算结果会作为整数被保存起来。 | 向客户端返回一个错误。 | 向客户端返回一个错误。 | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`STRLEN` | 拷贝对象所保存的整数值， | 调用 ``sdslen`` 函数， | 调用 ``sdslen`` 函数， | | | 将这个拷贝转换成字符串值， | 返回字符串的长度。 | 返回字符串的长度。 | | | 计算并返回这个字符串值的长度。 | | | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`SETRANGE` | 将对象转换成 ``raw`` 编码， | 将对象转换成 ``raw`` 编码， | 将字符串特定索引上的值设置为给定的字符。 | | | 然后按 ``raw`` | 然后按 ``raw`` | | | | 编码的方式执行此命令。 | 编码的方式执行此命令。 | | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+ | :ref:`GETRANGE` | 拷贝对象所保存的整数值， | 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。 | | | 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。| | | | | | | | +-----------------------+---------------------------------------+---------------------------------------+-------------------------------------------+