Redis - Zset 有序集合

前言

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，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。

有序集合中的元素是不能重复的，但分数允许重复。类⽐于⼀次考试之后，每个人的学号不同，但分数可以相同。

列表、集合、有序集合三者的异同点

命令

ZADD 添加或者更新指定的元素以及关联的分数

添加或者更新指定的元素以及关联的分数到 zset 中，分数应该符合 double 类型，+inf/-inf 作为正负极限也是合法的

ZADD 的相关选项：

XX：仅仅⽤于更新已经存在的元素，不会添加新元素。（当元素不存在则没有效果）
NX：仅⽤于添加新元素，不会更新已经存在的元素。（当元素存在则没有效果）
CH：默认情况下，ZADD 返回的是本次添加的元素个数，但指定这个选项之后，就会包含本次更新的元素的个数。
INCR：此时命令类似 ZINCRBY 的效果，将元素的分数加上指定的分数。此时只能指定⼀个元素和分数。

在未添加选项的情况下，ZADD 返回的是本次添加成功的元素个数，当元素不存在就创建，存在就更新分数

语法

java 复制代码

ZADD key [NX | XX] [GT | LT] [CH] [INCR] score member [score member...]

时间复杂度：O(log(N))

返回值：本次添加成功的元素个数

示例：

无选项：

XX：

NX：

CH：

INCR：

ZRANGE 返回指定区间里的元素（分数按照升序）

带上 WITHSCORES 可以把分数也返回。分数按照升序，代表最小的数对应的下标为 0

语法

java 复制代码

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

此处是 $start, stop$ 为下标构成的区间. 从 0 开始, ⽀持负数.

时间复杂度：O(log(N)+M)

返回值：区间内的元素列表

示例：

ZREVRANGE 返回指定区间里的元素（分数按照降序）

带上 WITHSCORES 可以把分数也返回。分数按照降序，代表最大的数对应的下标为 0

语法

java 复制代码

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

此处是 $start, stop$ 为下标构成的区间. 从 0 开始, ⽀持负数.

时间复杂度：O(log(N)+M)

返回值：区间内的元素列表

示例：

ZRANGEBYSCORE 返回在指定分数范围内的元素

语法

java 复制代码

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]

返回分数在 min 和 max 之间的元素，默认情况下，min 和 max 都是包含的，可以通过 ( 排除。

时间复杂度：O(log(N)+M)

返回值：区间内的元素列表

示例：

无（

有（

ZPOPMAX 删除并返回分数最高的 count 个元素

语法

java 复制代码

ZPOPMAX key [count]

时间复杂度：O(log(N)*M)

返回值：分数和元素列表

示例：

BZPOPMAX 是 ZPOPMAX 的阻塞版本

语法

java 复制代码

BZPOPMAX key [key ...] timeout

timeout 代表阻塞的最长时间，单位为 **秒，**可以输入多个 key ，表示监控多个有序队列，当某个有序队列有元素就可以获取

时间复杂度：O(log(N))

返回值：元素列表

示例：

当监控的有序队列都没有元素时，那么该命令就会进入阻塞，直到有序队列中添加了元素或达到了最大阻塞时间，才能结束命令

ZPOPMIN 删除并返回分数最低的 count 个元素

语法

java 复制代码

ZPOPMIN key [count]

时间复杂度：O(log(N)*M)

返回值：分数和元素列表

示例：

BZPOPMIN 是 ZPOPMIN 的阻塞版本

语法

java 复制代码

BZPOPMIN key [key ...] timeout

timeout 代表阻塞的最长时间，单位为 **秒，**可以输入多个 key ，表示监控多个有序队列，当某个有序队列有元素就可以获取

时间复杂度：O(log(N))

返回值：元素列表

示例：

当监控的有序队列都没有元素时，那么该命令就会进入阻塞，直到有序队列中添加了元素或达到了最大阻塞时间，才能结束命令

ZRANK 返回指定元素的排名（升序）

语法

java 复制代码

ZRANK key member

时间复杂度：O(log(N))

返回值：排名

ZREVRANK 返回指定元素的排名（降序）

语法

java 复制代码

ZREVRANK key member

时间复杂度：O(log(N))

返回值：排名

ZSCORE 返回指定元素的分数

语法

java 复制代码

ZSCORE key member

时间复杂度：O(1) （因为开发者觉得该命令会经常使用，所以进行了优化，牺牲了空间来保证时间）

返回值：分数

ZREM 删除指定的元素

语法

java 复制代码

ZREM key member [member ...]

时间复杂度：O(M*log(N))

返回值：本次操作删除的元素个数

ZREMRANGEBYRANK 按照排序删除指定范围的元素（升序）

语法

java 复制代码

ZREMRANGEBYRANK key start stop

元素范围左闭右闭 $start,stop$

时间复杂度：O(log(N)+M)

返回值：本次操作删除的元素个数

ZREMRANGEBYSCORE 按照分数删除指定范围的元素（升序）

语法

java 复制代码

ZREMRANGEBYSCORE key min max

元素范围左闭右闭 $start,stop$

时间复杂度：O(log(N)+M)

返回值：本次操作删除的元素个数

ZINCRBY 为指定的元素的关联分数添加指定的分数值

语法

java 复制代码

ZINCRBY key increment member

时间复杂度：O(log(N))

返回值：增加后元素的分数

ZINTERSTORE 求出有序集合中元素的交集并保存进目标有序集合中

求出给定有序集合中元素的交集并保存进⽬标有序集合中，在合并过程中以元素为单位进⾏合并，元素对应的分数按照不同的聚合⽅式和权重得到新的分数。

语法

java 复制代码

ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] 
[AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]

时间复杂度：O(N*K)+O(M*log(M)) N 是输⼊的有序集合中, 最⼩的有序集合的元素个数; K 是输⼊了⼏个有序集合; M 是最终结果的有序集合的元素个数.

返回值：⽬标集合中的元素个数

numkeys 是整数，描述了后面有多少个集合参与交集运算（之所以要说明集合个数，是为了避免与后面的选项产生歧义，知道个数以后，就能判断哪里是集合，哪里是选项）（类似粘包问题）
WEIGHTS 是权重，有序集合带有分数，此处指定的权重，相对于一个系数，会在求交集时，乘以当前的分数
AGGREGATE 表示求交集时，元素的分数按什么方式选择（因为不同的集合中，相同的元素都有自己的分数），SUM 表示求和，MIN 表示取最小值，MAX 表示取最大值

例子

不带选项

默认不带选项的情况下，分数是相同元素的分数之和

带 WEIGHTS 权重选项

元素的分数会先乘以权重，再求和

带 AGGREGATE 选项

SUM 选项

和默认情况一样，元素的分数就是各个集合中对应元素的分数之和

MIN 选项

元素的分数就是各个集合中对应元素分数的最小值

MAX 选项

元素的分数就是各个集合中对应元素分数的最大值

ZUNIONSTORE 求出有序集合中元素的并集并保存进目标有序集合中

求出给定有序集合中元素的并集并保存进⽬标有序集合中，在合并过程中以元素为单位进⾏合并，元素对应的分数按照不同的聚合⽅式和权重得到新的分数。

语法

java 复制代码

ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] 
[AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]

ZUNIONSTORE 和 ZINTERSTORE 的选项含义完全一样，只是一个求并集，一个求交集，推荐看上面的 ZINTERSTORE 作为参考

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。

通过 object encoding 可以查看内部编码

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。