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：

1. 有序性：Redis列表是按照插入顺序来保存元素的。

2. 可重复性：Redis列表中的元素可以重复。

3. 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。

4. 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。

5. 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。

6. 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：

1. LPUSH key value1 [value2 ...] - 在列表左边插入一个或多个元素
2. RPUSH key value1 [value2 ...] - 在列表右边插入一个或多个元素
3. LPOP key - 移除并返回列表最左边的元素
4. RPOP key - 移除并返回列表最右边的元素
5. LINDEX key index - 返回列表中指定索引位置的元素
6. LLEN key - 返回列表的长度
7. LRANGE key start stop - 返回列表中指定范围内的元素
8. LREM key count value - 移除列表中指定数量的元素
9. 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
10. 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
11. 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：

1. 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
2. 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. 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。
2. 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

1. SADD key member1 [member2]：向集合中添加一个或多个元素
2. SCARD key：获取集合中元素数量
3. SDIFF key1 [key2]：返回第一个集合与其它集合的差集
4. 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
5. SINTER key1 [key2]：返回第一个集合与其它集合的交集
6. 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
7. SISMEMBER key member：判断元素是否在集合中
8. SMEMBERS key：获取集合中所有元素
9. SMOVE source destination member：将一个元素从一个集合中移动到另一个集合中
10. SPOP key [count]：随机移除并返回集合中一个或多个元素
11. SRANDMEMBER key [count]：随机获取集合中一个或多个元素
12. SREM key member1 [member2]：从集合中移除一个或多个元素
13. SUNION key1 [key2]：返回多个集合的并集
14. 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：

1. 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。
2. 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：

1. 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
2. ZCARD key：获取有序集合的元素数量
3. ZCOUNT key min max：获取有序集合中分数范围内的成员数量
4. ZINCRBY key increment member：对有序集合中指定成员的分数增加increment
5. ZRANK key member：获取有序集合中指定成员的排名（从小到大）
6. ZREVRANK key member：获取有序集合中指定成员的排名（从大到小）
7. ZSCORE key member：获取有序集合中指定成员的分数
8. 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
9. 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）
10. 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）
11. 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）
12. ZREM key member：从有序集合中移除一个或多个成员
13. 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）
14. ZREMRENGEBySCORE key min max：移除有序集合中指定分数范围内的成员
15. 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：

1. 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。
   2. 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
2）取消⽤⼾赞数
由于各种原因（例如⽤⼾注销、⽤⼾作弊等）需要将⽤⼾删除，此时需要将⽤⼾从榜单中删除掉，可以使⽤ zrem。例如删除成员 tom：
zrem user:ranking: 2022 - 03 - 15 tom
3）展⽰获取赞数最多的 10 个⽤⼾
此功能使⽤ zrevrange 命令实现：
zrevrangebyrank user:ranking: 2022 - 03 - 15 0 9

渐进式遍历

Redis 使⽤ scan 命令进⾏渐进式遍历键，进⽽解决直接使⽤ keys 获取键时可能出现的阻塞问
题。每次 scan 命令的时间复杂度是 O(1)，但是要完整地完成所有键的遍历，需要执⾏多次 scan。

我来演示一下就明白我再说啥了。

我们现在一共存在了 11 个 key，那么现在我要使用 scan 渐进式遍历。

除了 scan 以外，Redis ⾯向哈希类型、集合类型、有序集合类型分别提供了 hscan、sscan、zscan 命 令，它们的⽤法和 scan 基本类似，感兴趣的读者可以⾃⾏做扩展学习。

渐进性遍历 scan 虽然解决了阻塞的问题，但如果在遍历期间键有所变化（增加、修改、删
除），可能导致遍历时键的重复遍历或者遗漏，这点务必在实际开发中考虑。

本章节到此就结束了，具体的命令还是建议去看官网，当然也可以和 scan 一样有更优的解，不听从我的建议。