【Redis】List的常用命令以及常用场景

Redis List 是一个简单的链表，支持在两端进行插入和删除操作。这种数据结构在许多场景下非常有用，例如任务队列、消息队列等。Redis 提供了一系列针对 List 的操作命令，帮助我们更高效地操作链表。

1. List常用命令

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| 操作类型 | 命令 | 时间复杂度 |
| 添加 | push key value [value ...] | O(k),k是元素个数 |
| 添加 | push key value [value ...] | O(k),k是元素个数 |
| 添加 | insert key before|after pivot value | O(n),n是pivot距离头尾的距离 |
| 查找 | lrange key start end | O(s+n),s是start偏移量，n是start到end的范围 |
| 查找 | lindex key index | O(n),n是索引的偏移量 |
| 查找 | llen key | O(1) |
| 删除 | lpop key | O(1) |
| 删除 | rpop key | O(1) |
| 删除 | lremkey count value | O(k),k是元素个数 |
| 删除 | ltrim key start end | O(k),k是元素个数 |
| 修改 | lset key index value | O(n),n是索引的偏移量 |
| 阻塞操作 | blpop brpop | O(1) |

2.1 添加

LPUSH key value [value ...]

将一个或多个值插入到列表头部。
时间复杂度：O(k)，k 是插入的元素个数。

bash 复制代码

LPUSH mylist "world"
LPUSH mylist "hello"
# 列表内容为：hello, world

2. RPUSH key value [value ...]

将一个或多个值插入到列表尾部。
时间复杂度：O(k)，k 是插入的元素个数。

bash 复制代码

RPUSH mylist "hello"
RPUSH mylist "world"
# 列表内容为：hello, world

LINSERT key BEFORE/AFTER pivot value

在列表中 pivot 元素的前或后插入 value。
时间复杂度：O(n)，n 是 pivot 离列表头部的距离。

bash 复制代码

RPUSH mylist "hello"
RPUSH mylist "world"
LINSERT mylist BEFORE "world" "there"
# 列表内容为：hello, there, world

2.2 查找

1. LRANGE key start end

获取列表中指定范围内的元素[start，end]。
时间复杂度：O(s+n)，s 是 start 偏移量，n 是 start 到 end 的范围。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
LRANGE mylist 0 1
# 返回：one, two

2. LINDEX key index

获取列表中指定索引的元素。
时间复杂度：O(n)，n 是索引的偏移量。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
LINDEX mylist 1
# 返回：two

LLEN key

获取列表的长度。
时间复杂度：O(1)。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
LLEN mylist
# 返回：3

2.3 删除

LPOP key

移除并返回列表的第一个元素。
时间复杂度：O(1)。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
LPOP mylist
# 返回：one，列表内容为：two, three

RPOP key

移除并返回列表的最后一个元素。
时间复杂度：O(1)。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
RPOP mylist
# 返回：three，列表内容为：one, two

LREM key count value

移除列表中与 value 相等的元素，移除的数量由 count 参数决定。
时间复杂度：O(k)，k 是被移除的元素数量。

bash 复制代码

RPUSH mylist "hello" "hello" "foo" "hello"
LREM mylist 2 "hello"
# 列表内容为：foo, hello

LTRIM key start end

对一个列表进行修剪，只保留指定区间内的元素，不在区间内的元素都将被删除。
时间复杂度：O(k)，k 是被移除的元素数量。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three" "four"
LTRIM mylist 1 2
# 列表内容为：two, three

2.4 修改

LSET key index value

设置列表中指定索引的元素的值。
时间复杂度：O(n)，n 是索引的偏移量。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
LSET mylist 1 "four"
# 列表内容为：one, four, three

2.5 阻塞

BLPOP key [key ...] timeout

移除并获取列表的第一个元素，如果列表没有元素则会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
时间复杂度：O(1)。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
BLPOP mylist 0
# 返回：one，列表内容为：two, three

BRPOP key [key ...] timeout

移除并获取列表的最后一个元素，如果列表没有元素则会阻塞列表直到等待超时或发现可弹出元素为止。
时间复杂度：O(1)。

bash 复制代码

RPUSH mylist "one" "two" "three"
BRPOP mylist 0
# 返回：three，列表内容为：one, two

通过以上命令，我们可以高效地操作 Redis 的 List 类型，满足不同场景下的数据处理需求。Redis 的高性能和丰富功能，使得它在实际应用中具有非常高的实用价值。

2. List内部编码

在 Redis 中，List（列表）是一种非常常用的数据结构，适用于各种场景，如任务队列、消息队列等。为了优化性能和内存使用，Redis 提供了2种内部编码方式来存储 List 数据结构。

Redis 中 List 的内部编码主要有两种：

ziplist（压缩列表）
linkedlist（双向链表）

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长度都小于 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。

3. 使用场景

3.1 消息队列

如图所示，Redis 可以使用lpush+brpop 命令组合实现经典的阻塞式生产者-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性。

bash 复制代码

# 生产者将消息推送到队列
LPUSH message_queue "message1"
LPUSH message_queue "message2"

# 消费者从队列取出消息
RPOP message_queue
# 返回: message1
RPOP message_queue
# 返回: message2

3.2 分频道的消息队列

如图所示，Redis 同样使用 lpush+brpop 命令，但通过不同的键模拟频道的概念，不同的消费者可以通过 brpop 不同的键值，实现订阅不同频道的理念。

分频道消息队列是一种将消息按照频道进行分类和分发的消息系统。其主要特点如下：

生产者：向特定的频道发送消息。
消费者：订阅一个或多个频道，获取对应频道的消息。
频道：消息的分类标识，用于区分不同类型的消息。

使用 Redis List 实现分频道消息队列的基本思路是：

生产者 使用 LPUSH 命令将消息推送到对应频道的 List。
消费者 使用 BRPOP 命令阻塞等待频道中的消息。