2023.12.27 关于 Redis 数据类型 List 常用命令

List 类型基本概念

List 类型特点

List 操作命令

LPUSH

LPUSHX

RPUSH

RPUSHX

LRANGE

LPOP

RPOP

LINDEX

LINSERT

LREM

LTRIM

LSET

阻塞版本的命令

阻塞版本和非阻塞版本的区别

BLPOP & BRPOP

List 类型基本概念

Redis 中的列表（list）相当于数组或者顺序表

列表（list）约定最左侧的元素下标为 0，且支持使用负数下标

注意：

list 内部的编码方式，并非是一个简单的数组，而是类似于 "双端队列"（deque）
这种设计使得 list 两侧均能进行高效的插入删除，且时间复杂度均为 O(1)

List 类型特点

1、列表中的元素都是有序的

有序的含义要根据上下文进行区分
有的时候谈到有序指的是升序或降序，有的时候谈到有序指的是顺序很关键
此处列表中的元素都是有序的，指的是列表中的顺序很关键
即把列表元素位置颠倒、顺序调换，此时得到的新 list 和旧 list 是不等价的

注意：

同一个词该如何理解，需要结合上下文、结合具体场景

实例理解

栈/堆（数据结构、操作系统、JVM）
同步（同步和互斥、同步和异步）

2、列表中的元素允许重复

Redis 中 hash 类型，其 field 不能重复

小总结：

Redis 的典型应用场景就是作为消息队列，最早的时候就是通过 list 类型来实现的
但后来 Redis 又提供了 stream 类型来专门针对消息队列

List 操作命令

LPUSH

将一个或多个元素从左放入到 list 中，相当于头插
lpush ——> left push

语法：
lpush key element [element ...]
时间复杂度：

O(1)

返回值：

插入后 list 的长度

实例理解

该列表中元素 4 在最前面，因为 lpush 相当于头插

注意：

如果当前 key 已存在，且 key 对应的 value 类型不为 list，则 lpush 命令将报错

LPUSHX

当 key 存在时，将一个或多个元素从左侧放入到 list 中，相当于头插
当 key 不存在时，则直接返回 0
lpushx ——> left push exists

语法：
lpushx key element [element ...]
时间复杂度：

O(1)

返回值：

插入后 list 的长度

实例理解

RPUSH

将一个或多个元素从右侧放入到 list 中，相当于尾插
rpush ——> right push

语法：
rpush key element [element ...]
时间复杂度:

O(1)

返回值：

插入后 list 的长度

实例理解

该列表中元素 1 在最前面，因为 rpush 相当于尾插

RPUSHX

当 key 存在时，将一个或多个元素从右侧放入到 list 中，相当于尾插
当 key 不存在时，则直接返回 0
rpushx ——> right push exists

语法：
rpush key element [element ...]
实例理解

LRANGE

用于查看 list 中指定范围的元素

语法：
lrange key start stop
此处描述的区间为闭区间，且下标支持负数

时间复杂度：

O(N)

实例理解

注意点一：

此处的序号是专门给结果集使用的序号和 list 下标无关

可以看到，当我们进行 hash 操作时，也会得到这种带有序号的结果集
此处的序号仅仅是标识下标返回元素的顺序和下标无关
hash 类型就没有下标的概念

注意点二：

当使用 lrange 命令返回指定范围的元素时
如果提供的下标超出了列表下标范围，这时 lrange 命令会如何处理呢？

答案：

如果给定区间非法，如超出下标
lrange 命令将尽可能的获取到给定区间的元素，不会报错！

LPOP

从 list 左侧取出元素，相当于头删

语法：
lpop key
时间复杂度：

O(1)

返回值：

取出的元素或者 nil

实例理解

RPOP

从 list 右侧取出元素，相当于尾删

语法：
rpop key
时间复杂度：

O(1)

返回值：

取出的元素或者 nil

实例理解

注意：

在当前 redis 5 版本中，LPOP 和 RPOP 命令是没有 count 参数的
但 redis 6.2 版本之后，新增了 count 参数，描述了一次要删 count 个元素

小总结：

list 是一个双端队列，即两头插入、删除元素均十分高效，时间复杂度为 O（1）
搭配使用 rpush 和 lpop 就相当于队列
搭配使用 rpush 和 rpop 就相当于栈

LINDEX

用于获取从左数第 index 位置的元素

语法：
lindex key index
时间复杂度：

O(N)
此处 N 指的是 list 中的元素个数

返回值：

如果下标非法，返回 nil

实例理解

LINSERT

用于在特定位置插入元素

语法：
linsert key <before | after> pivot element
时间复杂度：

O(N)
此处的N表示列表的长度

返回值：

插入后新 list 的长度

实例理解

注意：

万一要插入的列表中基准值存在多个怎么办？

回答：

linsert 在进行插入时，会根据基准值先找到其对应的位置
寻找顺序为从左往右，找到第一个符合基准值的位置打止

LREM

用来删除指定元素

语法：
lrem key count element
count 代表要删除的个数，element 代表要删除的值

时间复杂度：

O(N+M)
N 为列表的长度，M 为要删除元素的个数，此处 M 一般不会很大，可视为O(N)

返回值：

被移除的元素数量

实例理解

如果 count > 0 相当于在列表中从左往右找删除 count 个 element

如果 count < 0 相当于在列表中从右往左找删除 count 个 element

如果 count = 0 相当于删除列表中所有的 element

LTRIM

用于保留列表中指定范围的元素，移除范围外的元素

语法：
ltrim key start stop
保留 [start ，stop] 区间的元素，即区间外面两边的元素就直接被删除了

时间复杂度：

O(N)
N 为要删除元素的个数

返回值：

命令执行成功则返回 OK

实例理解

LSET

用于根据下标修改对应元素

语法：
lset key index element
时间复杂度：

O（N）

返回值：

命令执行成功则返回 OK

实例理解

注意：

相较于 lindex 命令，其能很好的处理下标越界问题，如果下标越界则直接返回 nil
但 lset 命令对于下标越界，其会直接报错
而不会像 JavaScript 语言，动态地扩展列表并在给定下标位置插入元素

阻塞版本的命令

阻塞：当前的线程不走了，代码不继续执行了，会在满足一定的条件之后，被唤醒

blpop、brpop 这俩个命令是 lpop、rpop 俩个命令的阻塞版本

阻塞版本和非阻塞版本的区别

1、如果 list 中存在元素，blpop、brpop 命令和 lpop、rpop 命令作用完全相同，但如果 list 中为空， blpop 和 brpop 便会产生阻塞，一直阻塞到队列不为空为止

brpop 和 blpop 会根据设置的超时时间 timeout 进行阻塞等待，即执行该命令的 redis 客户端将会阻塞，但在这期间 redis 服务器可以执行其他redis 客户端发来的命令

注意：

使用 brpop、blpop 命令时，需显式地设置阻塞时间
虽然此处的 brpop 和 blpop 看起来好像耗时很久，但 redis 服务器不会产生因此而产生任何负面影响

2、blpop、brpop 命令可设置多个键，将根据设置的键从左向右进行遍历，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素，命令立即返回

3、如果多个客户端同时对一个键执行 pop 命令，则最先执行命令的客户端将得到弹出元素

注意：

无论 pop 命令是否为阻塞命令，均满足第三条特性

实例理解

此处理解 blpop、brpop 命令和 lpop、rpop 命令的区别

a、当列表不为空时：

lpop user:1:messages 得到 x 元素
blpop user:1:messages 得到 x 元素
二者行为一致

b、当列表不为空时，且五秒内无新元素加入

lpop user:1:messages 立即得到 nil
blpop user:1:messages 5 执行命令 5 秒后得到 nil
二者行为不一致

c、当列表不为空时，且五秒内有新元素加入

lpop user:1:messages 立即得到 nil
blpop user:1:messages 5 执行命令，直到新元素加入，得到新元素
二者行为不一致

BLPOP & BRPOP

LPOP & RPOP 的阻塞版本
前缀 b ——> block （阻塞）

注意：

redis 中的 list 也相当于阻塞队列一样
线程安全是通过单线程模型支持的
阻塞，则只支持队列为空的情况，不考虑队列满

语法：
blpop key [key ...] timeout

brpop key [key ...] timeout
重点理解：

此处我们可以指定一个 key 或多个 key，每个 key 都需对应为 list 类型
如果这些 key 对应的 list 有任何一个非空，blpop & rlpop 命令便会按照指定 key 的顺序进行遍历
直到有一个 key 对应的 list 非空，就将该 list 头或尾的元素给获取到，并立即返回该元素给客户端
如果这些 key 对应的 list 均为空，此时就会根据设置的 timeout 超时时间，进行阻塞等待，等待其他客户端往这些 key 对应的 list 中插入元素
进而获取到对应 key 的 list，返回该 list 的头或尾元素给客户端

注意：

此处的超时时间 timeout，单位为秒
Redis 6 版本之后，允许超时时间设置成小数，但 Redis 5 版本中超时时间，得为整数

时间复杂度：

O(1)

实例理解

1）针对一个非空的列表进行操作

返回的结果相当于一个二元组
该返回结果告诉我们当前元素来自于哪个 key 的同时也告诉了我们弹出的元素值是什么

2）针对一个空的列表进行操作

3）针对多个 key 进行操作

小总结：

Redis 可使用 blpop & brpop 命令作为消息队列
虽然这俩命令可以在一定程度上满足消息队列的需求
但整体来说，对于一些复杂的消息处理场景中，这俩命令还是有一定的局限性