Redis 字符串（下）
本课学习字符串的数值操作和位操作，这些功能让字符串可以用于计数器、统计等场景。
数值操作
Redis字符串可以存储整数，并支持原子性的数值操作。
INCR和DECR：自增和自减
REDIS
# 设置初始值
SET counter 10
# 自增1
INCR counter
(integer) 11
# 自减1
DECR counter
(integer) 10
💡 原子性： INCR和DECR是原子操作，多个客户端同时INCR不会冲突，适合实现计数器。
INCRBY和DECRBY：指定增量
REDIS
SET counter 100
# 增加10
INCRBY counter 10
(integer) 110
# 减少20
DECRBY counter 20
(integer) 90
INCRBYFLOAT：浮点数操作
REDIS
SET price 10.5
# 增加2.3
INCRBYFLOAT price 2.3
"12.8"
# 减小1.5（传负数）
INCRBYFLOAT price -1.5
"11.3"
⚠️ 注意： INCRBYFLOAT返回字符串格式的浮点数，不是整数。
数值操作的限制
REDIS
# 对非数字字符串操作会报错
SET text "hello"
INCR text
(error) ERR value is not an integer or out of range
# 对不存在的键操作（初始为0）
INCR newcounter
(integer) 1 # 从0增加到1
应用场景：计数器
REDIS
# 文章阅读数
INCR article:123:views
(integer) 1
# 用户点赞数
INCR user:456:likes
(integer) 1
# API调用次数
INCR api:usage:20260623
(integer) 1
范围操作
GETRANGE：获取子串
REDIS
SET message "Hello Redis World"
# 获取前5个字符
GETRANGE message 0 4
"Hello"
# 获取中间部分
GETRANGE message 6 10
"Redis"
# 获取最后5个字符
GETRANGE message -5 -1
"World"
# 获取全部
GETRANGE message 0 -1
"Hello Redis World"
💡 索引规则：
- 索引从0开始
- 包含结束位置
- 负数表示从末尾计数（-1是最后一个字符）
SETRANGE：替换子串
REDIS
SET message "Hello World"
# 从位置6开始替换
SETRANGE message 6 "Redis"
(integer) 11 # 返回字符串长度
GET message
"Hello Redis"
# 替换超出原长度（自动填充）
SET short "Hi"
SETRANGE short 5 "There"
(integer) 10
GET short
"Hi\x00\x00\x00There" # 中间用空字节填充
⚠️ 注意： SETRANGE如果超出原字符串长度，中间会用空字节（\x00）填充。
位操作
Redis字符串支持位操作，可以用于实现布隆过滤器、位图统计等。
SETBIT和GETBIT：设置和获取位
REDIS
# 设置位图（初始为0）
SETBIT mybitmap 0 1
(integer) 0 # 返回旧值
SETBIT mybitmap 2 1
(integer) 0
SETBIT mybitmap 7 1
(integer) 0
# 获取位的值
GETBIT mybitmap 0
(integer) 1
GETBIT mybitmap 1
(integer) 0
GETBIT mybitmap 2
(integer) 1
BITCOUNT：统计位为1的数量
REDIS
# 统计所有位
BITCOUNT mybitmap
(integer) 3 # 有3个位为1
# 统计指定字节范围
BITCOUNT mybitmap 0 0
(integer) 3 # 第0个字节有3个位为1
BITOP：位运算
REDIS
# 创建两个位图
SETBIT bitmap1 0 1
SETBIT bitmap1 1 1
SETBIT bitmap2 1 1
SETBIT bitmap2 2 1
# AND（与运算）
BITOP AND result bitmap1 bitmap2
(integer) 1
GETBIT result 1
(integer) 1 # 只有第1位都为1
# OR（或运算）
BITOP OR result bitmap1 bitmap2
(integer) 1
# XOR（异或运算）
BITOP XOR result bitmap1 bitmap2
(integer) 1
# NOT（非运算，仅支持一个键）
BITOP NOT result bitmap1
(integer) 1
BITPOS：查找第一个0或1的位置
REDIS
SET mykey "\xff\xf0\x00" # 二进制：11111111 11110000 00000000
# 查找第一个0的位置
BITPOS mykey 0
(integer) 12 # 第12位是第一个0
# 查找第一个1的位置
BITPOS mykey 1
(integer) 0 # 第0位是第一个1
# 在指定字节范围内查找
BITPOS mykey 1 1 2
(integer) 8 # 在第1-2字节范围内，第8位是第一个1
应用场景：用户签到
REDIS
# 用户ID为123，2026年6月23日签到（第174天）
SETBIT user:123:signin:2026 174 1
# 检查是否签到
GETBIT user:123:signin:2026 174
(integer) 1
# 统计全年签到次数
BITCOUNT user:123:signin:2026
(integer) 50 # 签到了50天
# 检查连续签到（需要结合BITPOS和业务逻辑）
应用场景：在线用户统计
REDIS
# 用户123上线
SETBIT online:users 123 1
# 用户456上线
SETBIT online:users 456 1
# 统计在线人数
BITCOUNT online:users
(integer) 2
# 用户123下线
SETBIT online:users 123 0
字符串实用技巧
1. 生成唯一ID
REDIS
# 使用INCR生成自增ID
SET next:user:id 1000
INCR next:user:id
(integer) 1001 # 新用户ID
INCR next:user:id
(integer) 1002
2. 限流计数器
REDIS
# API限流：每分钟最多100次
SET limit:api:user:1 0 EX 60
INCR limit:api:user:1
(integer) 1
# 检查是否超限
GET limit:api:user:1
"50" # 当前已调用50次
3. 分布式序列号
REDIS
# 订单号生成
SET order:sequence 1000000000
INCR order:sequence
(integer) 1000000001 # 新订单号
4. 统计UV（独立访客）
REDIS
# 使用位图统计UV
SETBIT uv:20260623 12345 1 # 用户ID 12345 访问
SETBIT uv:20260623 67890 1 # 用户ID 67890 访问
# 统计UV
BITCOUNT uv:20260623
(integer) 2 # 2个独立访客
性能优化建议
1. 使用批量操作
REDIS
# ❌ 多次单独操作
SET key1 "value1"
SET key2 "value2"
SET key3 "value3"
# ✅ 批量操作
MSET key1 "value1" key2 "value2" key3 "value3"
2. 合理设置过期时间
REDIS
# 缓存数据设置过期时间
SET cache:key "value" EX 3600
# 避免缓存雪崩：过期时间加随机值
SET cache:key "value" EX 3600
3. 选择合适的编码
REDIS
# 短字符串使用embstr编码（≤44字节）
SET short "Hello Redis"
# 长字符串使用raw编码
SET long "This is a very long string..."
# 查看编码
OBJECT ENCODING short
"embstr"
❓ 常见问题
Q INCR操作会溢出吗？
A 会。Redis整数范围是64位有符号整数（-2^63到2^63-1）。超出范围会报错。
Q 如何实现浮点数计数器？
A 使用INCRBYFLOAT命令，但注意它返回字符串格式。
Q 位操作有什么实际用途？
A 位图可用于用户签到、在线用户统计、布隆过滤器、权限位等场景，非常节省内存。
Q GETRANGE的时间复杂度是多少？
A O(N)，N是返回子串的长度。获取很短的子串很快。
Q 如何存储大文本（如文章内容）？
A 建议压缩后存储，或分片存储。但更好的方案是存储在文件系统或对象存储中，Redis只存URL。
📖 小节
- INCR/DECR原子自增自减，适合计数器
- INCRBY/DECRBY指定增量，INCRBYFLOAT支持浮点数
- GETRANGE/SETRANGE范围操作，支持负索引
- SETBIT/GETBIT位操作，可用于位图统计
- BITCOUNT统计位为1的数量，BITOP位运算
- 位图应用：用户签到、在线用户、UV统计
- 数值操作应用：计数器、限流、唯一ID生成
📝 作业
- 计数器： 实现一个文章阅读计数器，模拟10次阅读，查看最终计数
- 范围操作： 设置一个长字符串，使用GETRANGE获取不同部分
- 位图签到： 使用位图实现用户签到功能，统计签到天数
- UV统计： 使用位图统计网站UV，模拟多个用户访问
下一课
下一课我们将学习 Redis 哈希（上），学习哈希的基本操作。