Redis:list类型
几乎每种语言都有顺序表
、数组
、链表
这样的顺序结构,Redis
也做出了相应的支持。
如图,Redis
的value
值可以是一个列表list
,其支持头尾的插入删除,下标访问等功能。也支持正负数下标,正数下标从0
开始,负数下标从-1
开始。
list命令
非阻塞
LPUSH
- 头插元素到
list
中,如果key
不存在就创建
bash
lpush key element [element ...]
返回list
插入后的长度。如果一开始key
不存在,就创建一个key
。
LRANGE
- 获取指定范围的
list
元素
bash
lrange key start stop
访问区间为[start, end]
的闭区间,支持负数下标。
示例:
接下来通过lrange
测试刚刚的lpush
接口:
由于lpush
是头部插入,所以按顺序插入1 2 3 4 5
,最后存储顺序为5 4 3 2 1
。
如果在Redis
中数组越界,Redis
不会报错,而是尽可能输出范围内存在的数据。
第一次查询0 - 100
,但是list
中只有0 - 4
,那么此时把0 - 4
全部输出。第二次查询50 -60
,list
内没用这部分数据,但是它不报错,而是输出empty
表示空。
LPUSHX
- 当
key
存在,头插元素到list
中
bash
lpushx key element [element ...]
返回插入后,list
中元素的个数。
示例:
第一次插入list1
,由于已经存在,此时插入成功,返回9
表示当前有九个元素。第二次插入了一个不存在的list2
,但是它不存在,返回0
表示插入后一个元素也没有,也就是插入失败。
RPUSH
- 尾插元素到
list
中,如果key
不存在就创建
bash
rpush key element [element ...]
返回插入后list
元素个数。
示例:
同样插入1 2 3 4 5
,顺序与之前lpush
插入刚好是反着的,因为rpush
是尾插。
此处list
有一个命名上的注意点:
lpush
:left push
,从左侧插入,即头插rpush
:right push
,从右侧插入,即尾插lrange
:list range
,输出列表指定范围
同样是l
开头,有时候表示list
,有时候表示left
,这个要注意。
另外的:
lpushx
:left push exists
,存在时插入
此处的x
是选用了exsis
中的一个字母,表示只有key
存在才插入。
RPUSHX
- 当
key
存在,尾插元素到list
中
bash
rpushx key element [element ...]
返回插入后,list
中元素的个数。
LPOP
- 头删
list
元素
bash
lpop key [count]
返回被删除的头部count
个元素,如果list
为空,没有可以删的元素了,返回nil
。
示例:
先创建一个1 2 3 4 5
的列表,第一次lpop
不带任何参数,只输出一个头部元素。第二次带参数4
,此时输出剩余的四个元素。最后一次lpop
,由于已经没有元素了,返回nil
。
RPOP
- 尾删
list
元素
bash
rpop key [count]
返回被删除的尾部count
个元素,如果list
为空,没有可以删的元素了,返回nil
。
LINDEX
- 获取指定下标的元素
bash
lindex key index
返回指定下标的元素,支持负数下标。
示例:
LINSERT
- 在指定位置插入元素
bash
linsert key before|after pivot element
在元素pivot
的前面或者后面插入element
元素。
示例:
此处指令的作用是,在元素c
前面插入hello
。
如果有多个pivot
元素,那么只在第一个元素的位置插入。
LLEN
- 获取
list
的长度
bash
llen key
返回list
长度,如果不存在则返回0
。
LREM
- 删除元素
bash
lrem key count element
删除count
个element
元素。
此处count
的取值有三种:
count > 0
:从左往右删除count < 0
:从右往左删除count = 0
:删除所有元素
示例:
此处插入了1 2 3 hello
循环四次,删除3 hello
,即从左往右删除三个hello
每次出只有最后一个hello
被保留。
如果传入-3 hello
,此时从右往左删除,只有第一个hello
被保留。
LTRIM
- 指定范围内元素保留,剩余的元素删除
bash
ltrim key start stop
只保留[start, stop]
闭区间内部的元素,其余的元素全部删除。
示例:
LSET
- 修改指定下标的元素
bash
lset key index element
将下标为index
的元素改为element
,支持负数下标。如果下标越界,会返回一个报错。
示例:
第一次修改,将下标为3
的元素修改为666
。第二次插入,操作下标为100
的元素,由于不存在,报错了。
阻塞
先前的所有的命令,都是非阻塞的,直接操作就可以得到结果,而list
还提供了一些阻塞性质的命令。
在多线程中,有一个生产消费模型,其可以基于阻塞队列实现,主要满足以下两个性质:
- 如果阻塞队列满了,那么生产者阻塞
- 如果阻塞队列空了,那么消费者阻塞
在Redis
中,list
只考虑队列为空的情况,也就是消费者。用户读取数据时,队列为空,那么用户陷入阻塞,直到队列有数据。
BLPOP
- 读取并删除
list
头部元素,如果没有元素则陷入阻塞
bash
blpop key [key ...] timeout
blpop
可以同时指定多个key
,也就是多个list
,只要任何一个list
有数据,就返回结果。还可以设置超时时间timeout
,以秒为单位,如果超过时间了,返回nil
。
如果超时时间设置为0
,则一直阻塞,不会超时。
另外的,此处的阻塞不是Redis
阻塞,而是客户端阻塞。如果阻塞,Redis
将指令放到后台去等待,自己去执行其他指令。
示例:
此处list8
有元素,而list9
为空,返回了list8
的元素。此时会同时返回两个内容,list8
表示该数据是从哪一个列表中拿到的,3
则是拿到的数据。
此处启用了两个客户端,左侧客户端blpop
一个空列表,等待20s
,随后陷入阻塞。接着右侧客户端插入一个元素到list9
,随后左侧客户端立刻拿到数据并输出,并且输出了自己的阻塞市场18.15s
。
BRPOP
- 读取并删除
list
尾部元素,如果没有元素则陷入阻塞
bash
brpop key [key ...] timeout
总结:
操作类型 | 命令 |
---|---|
添加 | rpush 、lpush 、insert |
查找 | lrange 、lindex 、llen |
删除 | lpop 、rpop 、lrem 、ltrim |
修改 | lset |
阻塞 | blpop 、brpop |
内部编码
压缩列表是一种内存紧凑的存储方式,适合存储数量较少且元素较小的列表。具体来说,当list
类型的元素个数小于 list-max-ziplist-entries
(默认 512 个),并且所有值的长度都小于 list-max-ziplist-value
(默认 64 字节)时,Redis
会使用 ziplist
作为列表的内部实现。
这些配置在/etc/redis/redis.conf
内修改。
优点:
- 内存节省 :
ziplist
使用连续的内存块来存储数据,这种紧凑的存储方式可以有效地减少内存碎片和开销。 - 结构简单:适合小规模数据,尤其是在内存资源有限的情况下。
缺点:
- 操作效率 :随着数据量的增加,
ziplist
的读写效率会下降。尤其是在需要频繁更新的场景中,ziplist
的线性查找特性使得操作复杂度较高。 - 扩展性差:不适合大规模数据存储。
linkedlist
当列表类型无法满足ziplist
的条件时,会使用linkedlist
链表作为list
的内部实现。这就是一个基本的双向链表。
优点:
- 头尾的插入删除非常高效
缺点:
- 中间部分的插入删除时间复杂度较高
quicklist
linkedlist
与 ziplist
编码在 Redis 4.0 版本之后不再是默认的列表编码方式,因为引入了更高效的 quicklist
编码,它是基于压缩列表和双向链表的组合,旨在结合两者的优点。
对于quicklist
,其外层列表依然是linkedlist
双链表结构,但是每一个链表节点都是一个quicklist
,对于中间部分的节点,会进行一定程度的压缩,提高效率。