Redis(三)：常见数据类型：List、Set、Zset

List 列表

列表类型是用来存储多个有序的字符串，

如图：

a、b、c、d、e 五个元素从左到右组成了⼀个有序的列表，列表中的每个字符串称为元素（element），⼀个列表最多可以存储个元素。在 Redis 中，可以对列表两端插⼊（push）和弹出（pop），还可以获取指定范围的元素列表、获取指定索引下标的元素等

列表是⼀种⽐较灵活的数据结构，它可以充当栈和队列的⻆⾊，在实际开发上有很多应⽤场景

Redis列表（Lists）类型的特点如下：

有序性：Redis列表是按照插入顺序来保存元素的。
可重复性：Redis列表中的元素可以重复。
长度可变性：Redis列表可以动态增长和缩小，可以随时添加或删除元素。
支持左右两端插入和删除操作：Redis列表提供了从左端或右端插入和删除元素的操作，可以方便地实现队列和栈。
支持范围操作：Redis列表提供了类似于数组的下标范围操作，可以获取指定范围内的元素。
适合存储有序数据：Redis列表适合存储有序数据，如消息队列、最新消息列表、日志记录等。

总之，Redis列表是一种非常灵活的数据结构，可以用于各种不同的场景，具有很高的实用价值。

Redis基本命令：

LPUSH key value1 [value2 ...] - 在列表左边插入一个或多个元素
RPUSH key value1 [value2 ...] - 在列表右边插入一个或多个元素
LPOP key - 移除并返回列表最左边的元素
RPOP key - 移除并返回列表最右边的元素
LINDEX key index - 返回列表中指定索引位置的元素
LLEN key - 返回列表的长度
LRANGE key start stop - 返回列表中指定范围内的元素
LREM key count value - 移除列表中指定数量的元素
LTRIM key start stop - 保留列表中指定范围内的元素，其它元素均被删除
BLPOP key [key ...] timeout - 阻塞并等待列表最左边的元素，并在超时时间内返回结果
BRPOP key [key ...] timeout - 阻塞并等待列表最右边的元素，并在超时时间内返回结果

从这里我们可以发现，每个基本类型中基本命令开头必带有类型的首字母，但是在 List 中发现首字母不仅只有 L 还有 R；

原因在于： list 是一个双向链表，既可以头插头删，也可以尾插尾删；

L 代表 Left R 代表 Right

不只是 L 和 R ；这里居然还有 B 开头的。

这是我自己记的笔记：百度网盘 ，可以查看命令比较具体的细节

BLPOP：

B 代表 Block 阻塞，L 表示 Left ，这个命令就意味着：阻塞并等待列表最左边的元素，并在超时时间内返回结果

返回值为：取出的元素或者 nil。

内部编码

列表类型的内部编码有两种：

ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数⼩于 list-max-ziplist-entries 配置（默认 512 个），同时列表中每个元素的⻓度都⼩于 list-max-ziplist-value 配置（默认 64 字节）时，Redis 会选⽤ziplist 来作为列表的内部编码实现来减少内存消耗
linkedlist（链表）：当列表类型⽆法满⾜ ziplist 的条件时，Redis 会使⽤ linkedlist 作为列表的内部实现。

当元素个数较少并没有大元素时，内部编码为 ziplist：

1  127.0.0.1:6379> rpush listkey e1 e2 e3
2  OK
3  127.0.0.1:6379> object encoding listkey
4  "ziplist"

当元素个数超过 512 时，内部编码为 linkedlist：

1  127.0.0.1:6379> rpush listkey e1 e2 e3 ... 省略 e512 e513
2  OK
3  127.0.0.1:6379> object encoding listkey
4  "linkedlist"

当某个元素的⻓度超过 64 字节时，内部编码为 linkedlist：

1  127.0.0.1:6379> rpush listkey "one string is bigger than 64 bytes ... 省略 ..."
2  OK
3  127.0.0.1:6379> object encoding listkey
4  "linkedlist"

这个所谓超出某个数字并非唯一的，同样可以在 .conf 配置文件中修改的。

使用场景

消息队列

Redis 可以使用 lpush + brpop 组合命令实现生产者-消费者模型队列，生产者客户端使用 lpush 从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用 brpop 命令阻塞式地从队列中 “争抢” 队首元素。通过多个客户端来保证消费的负载均衡和高可用。

微博 Timeline

每个⽤⼾都有属于⾃⼰的 Timeline（微博列表），现需要分⻚展⽰⽂章列表。此时可以考虑使⽤

列表，因为列表不但是有序的，同时⽀持按照索引范围获取元素。

1）每篇微博使⽤哈希结构存储，例如微博中 3 个属性：title、timestamp、content：

hmset mblog: 1 title xx timestamp 1476536196 content xxxxx

...

hmset mblog:n title xx timestamp 1476536196 content xxxxx

2）向⽤⼾ Timeline 添加微博，user:<uid>:mblogs 作为微博的键：

lpush user: 1 :mblogs mblog: 1 mblog: 3

...

lpush user:k:mblogs mblog: 9

3）分⻚获取⽤⼾的 Timeline，例如获取⽤⼾ 1 的前 10 篇微博：

keylist = lrange user: 1 :mblogs 0 9

for key in keylist {

hgetall key

}

此⽅案在实际中可能存在两个问题：

1 + n 问题。即如果每次分⻚获取的微博个数较多，需要执⾏多次 hgetall 操作，此时可以考虑使⽤pipeline（流⽔线）模式批量提交命令，或者微博不采⽤哈希类型，⽽是使⽤序列化的字符串类型，使⽤ mget 获取。
分裂获取⽂章时，lrange 在列表两端表现较好，获取列表中间的元素表现较差，此时可以考虑将列表做拆分。

注意：

同侧存取（lpush + lpop 或者 rpush + rpop）为栈

异侧存取（lpush + rpop 或者 rpush + lpop）为队列

Set 类型

集合类型也是保存多个字符串类型的元素的，但和列表类型不同的是：

1. 集合中元素之间是⽆序的

2. 集合中元素不允许重复

如图：

⼀个集合中最多可以存储 2^32 - 1 个元素。Redis 除了⽀持集合内的增删查改操作，同时还⽀持多个集合取交集、并集、差集，合理地使⽤好集合类型，能在实际开发中解决很多问题。

基本命令

SADD key member1 [member2]：向集合中添加一个或多个元素
SCARD key：获取集合中元素数量
SDIFF key1 [key2]：返回第一个集合与其它集合的差集
SDIFFSTORE destination key1 [key2]：将第一个集合与其它集合的差集存储到一个新的集合中
SINTER key1 [key2]：返回第一个集合与其它集合的交集
SINTERSTORE destination key1 [key2]：将第一个集合与其它集合的交集存储到一个新的集合中
SISMEMBER key member：判断元素是否在集合中
SMEMBERS key：获取集合中所有元素
SMOVE source destination member：将一个元素从一个集合中移动到另一个集合中
SPOP key [count]：随机移除并返回集合中一个或多个元素
SRANDMEMBER key [count]：随机获取集合中一个或多个元素
SREM key member1 [member2]：从集合中移除一个或多个元素
SUNION key1 [key2]：返回多个集合的并集
SUNIONSTORE destination key1 [key2]：将多个集合的并集存储到一个新的集合中

这是我自己记的笔记：百度网盘，可以查看命令比较具体的细节

内部编码

集合类型的内部编码同样也分两种：

intset（整数集合）：当集合中的元素都是整数并且元素的个数⼩于 set-max-intset-entries 配置（默认 512 个）时，Redis 会选⽤ intset 来作为集合的内部实现，从⽽减少内存的使⽤。
hashtable（哈希表）：当集合类型⽆法满⾜ intset 的条件时，Redis 会使⽤ hashtable 作为集合的内部实现。

1）当元素个数较少并且都为整数时，内部编码为 intset：

127.0.0.1:6379> sadd setkey 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"intset"

2）当元素个数超过 512 个，内部编码为 hashtable：

127.0.0.1:6379> sadd setkey 1 2 3 4
(integer) 513
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"hashtable"

3）当存在元素不是整数时，内部编码为 hashtable：

127.0.0.1:6379> sadd setkey a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"hashtable"

同样的，这里所谓超出某个数字并非唯一的，同样可以在 .conf 配置文件中修改的。

使用场景

集合类型⽐较典型的使⽤场景是标签（tag）。例如 A ⽤⼾对娱乐、体育板块⽐较感兴趣，B ⽤⼾对历史、新闻⽐较感兴趣，这些兴趣点可以被抽象为标签。有了这些数据就可以得到喜欢同⼀个标签的⼈，以及⽤⼾的共同喜好的标签，这些数据对于增强⽤⼾体验和⽤⼾黏度都⾮常有帮助。例如⼀个电⼦商务⽹站会对不同标签的⽤⼾做不同的产品推荐。

ZSet 类型

有序集合相对于字符串、列表、哈希、集合来说会有⼀些陌⽣。它保留了集合不能有重复成员的

特点，但与集合不同的是，有序集合中的每个元素都有⼀个唯⼀的浮点类型的分数（score）与之关联，着使得有序集合中的元素是可以维护有序性的，但这个有序不是⽤下标作为排序依据⽽是⽤这个分数。

基本命令

Redis中ZSet类型是有序集合，每个元素都有一个对应的分数（score）。以下是ZSet类型的基本命令：

ZADD key score member：向有序集合添加一个或多个成员，或者更新已存在成员的分数
ZCARD key：获取有序集合的元素数量
ZCOUNT key min max：获取有序集合中分数范围内的成员数量
ZINCRBY key increment member：对有序集合中指定成员的分数增加increment
ZRANK key member：获取有序集合中指定成员的排名（从小到大）
ZREVRANK key member：获取有序集合中指定成员的排名（从大到小）
ZSCORE key member：获取有序集合中指定成员的分数
ZRANGE key start stop [WITHSCORES]：获取有序集合中指定排名范围内的成员（从小到大），如果WITHSCORES选项被指定，则同时返回成员的分数
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]：获取有序集合中指定排名范围内的成员（从大到小）
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]：获取有序集合中指定分数范围内的成员，如果WITHSCORES选项被指定，则同时返回成员的分数，如果LIMIT选项被指定，则返回指定数量的成员（从小到大）
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]：获取有序集合中指定分数范围内的成员，如果WITHSCORES选项被指定，则同时返回成员的分数，如果LIMIT选项被指定，则返回指定数量的成员（从大到小）
ZREM key member：从有序集合中移除一个或多个成员
ZREMRENGEByRANK key start stop：移除有序集合中指定排名范围内的成员（从小到大）
ZREMRENGEBySCORE key min max：移除有序集合中指定分数范围内的成员
ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]：计算给定numkeys个有序集合的并集，并将结果保存到destination，如果WEIGHTS选项被指定，则计算时使用指定权重，如果AGGREGATE选项被指定，则使用指定聚合方式

这是我自己记的笔记：百度网盘 ，可以查看命令比较具体的细节

内部编码

有序集合类型的内部编码有两种：

ziplist（压缩列表）：当有序集合的元素个数⼩于 zset-max-ziplist-entries 配置（默认 128 个），同时每个元素的值都⼩于 zset-max-ziplist-value 配置（默认 64 字节）时，Redis 会⽤ ziplist 来作为有序集合的内部实现，ziplist 可以有效减少内存的使⽤。
skiplist（跳表）：当 ziplist 条件不满⾜时，有序集合会使⽤ skiplist 作为内部实现，因为此时

ziplist 的操作效率会下降。

1）当元素个数较少且每个元素较⼩时，内部编码为 ziplist：

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey
"ziplist"

2）当元素个数超过 128 个，内部编码 skiplist：

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3 ... 省略 ... 82 e129
(integer) 129
127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey
"skiplist"

3）当某个元素⼤于 64 字节时，内部编码 skiplist：

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 "one string bigger than 64 bytes ... 省略 ..."
(integer) 1
127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey
"skiplist"

使用场景

有序集合⽐较典型的使⽤场景就是排⾏榜系统。例如常⻅的⽹站上的热榜信息，榜单的维度可能

是多⽅⾯的：按照时间、按照阅读量、按照点赞量。本例中我们使⽤点赞数这个维度，维护每天的热榜：

1）添加⽤⼾赞数

例如⽤⼾ james 发布了⼀篇⽂章，并获得 3 个赞，可以使⽤有序集合的 zadd 和 zincrby 功能：

zadd user:ranking: 2022 - 03 - 15 3 james

之后如果再获得赞，可以使⽤ zincrby：

zincrby user:ranking: 2022 - 03 - 15 1 james