Redis set类型 && zset类型

set类型

类型介绍

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，集合中 1）元素之间是⽆序
的 2）元素不允许重复⼀个集合中最多可以存储个元素。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。

与list不同的主要两点：

1.集合的元素是唯一的（不能重复）

2.集合的元素是无序的。

和list相同的是，集合的每个元素也都是string类型，如果要存储结构化数据，可以用json存储。

sadd / smembers / sismember

sadd

将⼀个或者多个元素添加到 set 中。注意，重复的元素⽆法添加到 set 中。所以是随机删除。

bash 复制代码

SADD key member [member ...]

这里的元素用member来称呼，这样做也是方便区别不同类型的元素，比如hash中就是field。
时间复杂度：O(1)
返回值：本次添加成功的元素个数。

smembers
获取⼀个 set 中的所有元素，注意，元素间的顺序是⽆序的。

bash 复制代码

SMEMBERS key

时间复杂度：O(N)
返回值：所有元素的列表。

sismember
判断⼀个元素在不在 set 中。

bash 复制代码

SISMEMBER key member

时间复杂度：O(1)
返回值：1 表⽰元素在 set 中。0 表⽰元素不在 set 中或者 key 不存在。

scard

获取⼀个 set 的基数（cardinality），即 set 中的元素个数。

bash 复制代码

SCARD key

时间复杂度：O(1)
返回值：set 内的元素个数。

spop / srandmember

spop

pop一般表示从末尾删除某一元素，但是集合中的元素是无序的，哪有什么 "末尾"？
从 set 中删除并返回⼀个或者多个元素。注意，由于 set 内的元素是⽆序的，所以取出哪个元素实际是未定义⾏为，这是删除是完全随机的。
Redis在底层实现的时候就是采取了随机数的删除方式。

bash 复制代码

SPOP key [count]

时间复杂度：O(N), n 是 count
返回值：取出的元素。

srandmember

与spop不同的是，srandmember不会删除，也是完全随机返回一个元素。

bash 复制代码

srandmember key [count]

smove / srem

smove
将⼀个元素从源 set 取出并放⼊⽬标 set 中。

bash 复制代码

SMOVE source destination member

这个 source 表示要从哪个key中删除元素，destination 表示要将这个删除的元素插入到哪个key中。
时间复杂度：O(1)
返回值：1 表⽰移动成功，0 表⽰失败。

需要注意：是先从 source 删除member，然后再将member插入到destination 中。

如果要移动的元素destination 中已经存在，那么也不会报错，因为集合中元素是唯一的，所以destination 中还是只有一份，并且source 中照样还是会删除member。

srem

rem就是remove的缩写
将指定的元素从 set 中删除。可以一次性删除多个。

bash 复制代码

SREM key member [member ...]

时间复杂度：O(N), N 是要删除的元素个数.
返回值：本次操作删除的元素个数。

集合的一些基本概念

以下就介绍一些Redis 交集，并集，差集的操作

sinter / sinterstore

sinter

获取给定 set 的交集中的元素。

bash 复制代码

SINTER key [key ...]

时间复杂度：O(N * M), N 是最⼩的集合元素个数. M 是最⼤的集合元素个数.
返回值：交集的元素。

sinterstore

获取给定 set 的交集中的元素并保存到⽬标 set 中。

bash 复制代码

SINTERSTORE destination key [key ...]

时间复杂度：O(N * M), N 是最⼩的集合元素个数. M 是最⼤的集合元素个数.
返回值：交集的元素个数。

sunion / sunionstore

sunion

获取给定 set 的并集中的元素。

bash 复制代码

SUNION key [key ...]

时间复杂度：O(N), N 给定的所有集合的总的元素个数.
返回值：并集的元素。

sunionstore

bash 复制代码

SUNIONSTORE destination key [key ...]

时间复杂度：O(N), N 给定的所有集合的总的元素个数.
返回值：并集的元素个数。

sdiff / sdiffstore

sdiff

获取给定 set 的差集中的元素。

bash 复制代码

SDIFF key [key ...]

时间复杂度：O(N), N 给定的所有集合的总的元素个数.
返回值：差集的元素。

之前求交集和并集，交换两个集合的顺序，结果是一样的，但是求差集这里，交换集合的顺序，求出来的结果是不一样的。

比如集合A的元素1 2 3 4 集合B的元素 3 4 5 6 ，那么求集合A与集合B的差集结果就是 1 2，反过来求集合B与集合A的差集就是5 6。

sdiffstore

获取给定 set 的差集中的元素并保存到⽬标 set 中。

bash 复制代码

SDIFFSTORE destination key [key ...]

时间复杂度：O(N), N 给定的所有集合的总的元素个数.
返回值：差集的元素个数。

内部编码

集合类型的内部编码有两种：
•
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。
•
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：

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> sadd setkey 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> object encoding setkey

2）当元素个数超过 512 个，内部编码为 hashtable：

bash 复制代码

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：

bash 复制代码

127.0.0.1:6379> sadd setkey a
(integer) 1
127.0.0.1:6379> object encoding setkey
"hashtable"

set应用场景

实现标签

比如用set保存用户的标签。

用户画像：分析用户的一些特征，然后进行投其所好。

比如喜欢浏览化妆品或者裙子这些商品的用户可以打上女人的标签，喜欢浏览数码产品的可以打上男人的标签等等。

或者还可以基于这些标签，计算两个用户是否有相同的爱好。

计算共同好友

其实跟标签的效果差不多，我们使用qq的时候就经常看到qq会给我们推荐一些用户，说这些用户有多少共同好友。其实也是通过求交集的方式来计算的。

计算UV （用户量）

补充概念：

PV：page view，用户每次访问服务器，就会产生一次PV，多次访问就产生多次。

UV：user view：每一个用户访问服务器，只会产生一次UV，多次访问也只有一次。

用UV的信息就可以用set进行去重，然后求出set的大小就可以得知这个服务器的用户量了。

如果想统计访问量就更简单了，每次访问都会产生一个日志，然后记录这个日志的数量就可以了

一般可以每日将这些数据刷新一次，这样就可以动态了解这个网站的访问量和用户量了。

zset类型

类型介绍

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。

注意：在有序集合这里，有序指的是升序，而不是顺序，这里的概念与集合那里是不一样的。

简单对比以下list set zset

zadd / zrange

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。
•
NX：仅⽤于添加新元素，不会更新已经存在的元素。
•
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，就会还包含本次更新的元素的个数。（会影响zadd的返回值）
•
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，此时返回值就是修改后的key的分数。（会改变zadd的返回值）

bash 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（默认），有些选项会导致返回值的含义不同。

另外在Redis5版本中，GT LT 选项是没有的

LT：less than ，只有修改的key的分数小于原来的，才会修改成功。

GT：greater than，只有当修改的key的分数大于原来的，才会修改成功。

注意：不要把这里的member score当作键值对来看待，在键值对中，是有明确的角色区分的，只能通过键 -> 值的方式，而不能反过来。但是对于有序集合来说，既可以通过member找到对应的score，也可以通过score匹配对应的member。

zrange

区间查找有序集合中的元素，用法跟lrange类似。

bash 复制代码

zrange key start stop [withscores]

时间复杂度：O(log(N)+M)
返回值：区间内的元素列表

下标依旧可以为负数，意义跟以往的一样。

withscores：选择是否要把分数一起显示出来。

zcard / zcount

zcard

获取⼀个 zset 的基数（cardinality），即 zset 中的元素个数。

bash 复制代码

ZCARD key

时间复杂度：O(1)
返回值：zset 内的元素个数。

zcount

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

bash 复制代码

ZCOUNT key min max

时间复杂度：O(log(N))
返回值：满⾜条件的元素列表个数。

zset的底层实现其实是使用跳表的，一般来说查找满足这个区间的元素，那么时间复杂度不应该是O（N）吗？其实Redis给每个元素都加上了一个 "排行" 也就是它是第几个元素，所以就只需要找到min和max就可以了。

另外，这里的查找都是按照闭区间来查找的，[min,max]，如果想要以开区间的方式，那么需要在边界值前加上 ( 。比如

注意这里加括号的方式是不大符合直觉的。

zrevrange / zrangebyscore

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。

备注：这个命令可能在 6.2.0 之后废弃，并且功能合并到 ZRANGE 中。

bash 复制代码

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

时间复杂度：O(log(N)+M)
返回值：区间内的元素列表。

这里的start 和stop的顺序和 zrange是一样，只是zrevrange会把结果逆序返回。

zrangebyscore
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。
备注：这个命令可能在 6.2.0 之后废弃，并且功能合并到 ZRANGE 中。

bash 复制代码

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]

时间复杂度：O(log(N)+M)
返回值：区间内的元素列表。

zpopmax

删除并返回分数最⾼的 count 个元素。

bash 复制代码

ZPOPMAX key [count]

count表示删多少个，默认一个。
命令有效版本：5.0.0 之后，这是Redis5以后加入的。
时间复杂度：O(log(N) * M)，M指count的个数。
返回值：分数和元素列表。

如果删除的元素分数是一样的，那么会按照字典序来删。

另外关于这个时间复杂度这里，我们知道zset是跳表结构的，所以元素都是有序的，又因为删除的元素是最大值，所以为什么不搞一个值来记录尾部，这样删除的时候，查找的时间复杂度不就降为O（1）了吗？确实，但是Redis目前并没有这么做。

bzpopmax

ZPOPMAX 的阻塞版本。

bash 复制代码

BZPOPMAX key [key ...] timeout

命令有效版本：5.0.0 之后
时间复杂度：O(log(N))
返回值：元素列表。

timeout就是要等待多少时间，也就是超时时间，单位是秒，支持小数，比如 0.1s表示 100ms。

这里的timeout是不能省略的。另外要注意这里的时间复杂度，虽然bzpopmax可以等待多个key，但是它只会删除最先就绪的那一个key，并且只删除一个。

zpopmin / bzpopmin

zpopmin

删除并返回分数最低的 count 个元素。

bash 复制代码

ZPOPMIN key [count]

命令有效版本：5.0.0 之后
时间复杂度：O(log(N) * M)
返回值：分数和元素列表。

用法与zpopmax一致。

bzpopmin

ZPOPMIN 的阻塞版本。

bash 复制代码

BZPOPMIN key [key ...] timeout

命令有效版本：5.0.0 之后
时间复杂度：O(log(N))
返回值：元素列表。

zrank / zrevrank / zscore

zrank

返回指定元素的排名，升序。

这里的排名其实就是下标，从0开始的。

bash 复制代码

ZRANK key member

命令有效版本：2.0.0 之后
时间复杂度：O(log(N))
返回值：排名（下标）。

zrevrank

返回指定元素的排名，降序。

bash 复制代码

ZREVRANK key member

命令有效版本：2.0.0 之后
时间复杂度：O(log(N))
返回值：排名。

zscore

返回指定元素的分数。

bash 复制代码

ZSCORE key member

命令有效版本：1.2.0 之后
时间复杂度：O(1)
返回值：分数。

这里zscore的时间复杂度按我们之前的想法应该是O（logN）才对，但是注意这里是O（1），这是因为Redis觉得这个命令应该是高频使用的命令，容易成为性能瓶颈，所以用额外的空间进行了特殊的优化，使其时间复杂度降到了O（1）。

zrem / zremrangebyrank / zremrangebyscore

zrem

删除指定的元素。

bash 复制代码

 ZREM key member [member ...]

命令有效版本：1.2.0 之后
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，升序删除指定范围的元素，左闭右闭。这里不能通过加（的方式表示开区间

bash 复制代码

ZREMRANGEBYRANK key start stop

命令有效版本：2.0.0 之后
时间复杂度：O(log(N)+M)
返回值：本次操作删除的元素个数。

注意这里的时间复杂度那里是 N + M，而不是 N * M，因为这里的查找只需要查找一次。

zremrangebyscore

按照分数删除指定范围的元素，左闭右闭。同理

bash 复制代码

ZREMRANGEBYSCORE key min max

命令有效版本：1.2.0 之后
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。（这个增量可以是浮点数，也可以是负数）

bash 复制代码

ZINCRBY key increment member

命令有效版本：1.2.0 之后
时间复杂度：O(log(N))
返回值：增加后元素的分数。

zinterstore

zinterstore
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。

bash 复制代码

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

命令有效版本：2.0.0 之后
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

关于这里的时间复杂度，看似很复杂，其实不用特别记忆

关于命令部分：

destination ，我们将求完交集的结果会放入到这个key中。

numkeys 参数表示我们要传入多少个key，如果要传入两个key，那么就填入2

[WEIGHTS weight [weight ...]] 这里表示权重，比如我们之前传入了两个key，key1 key2 ，我们可以按照一定的比重来计算分数，比如key1的元素分数只想占40%，key2的想占60%，那么这里就可以传入 WEIGHTS 0.4 0.6 。当然也可以传入大于1的数，不一定表示比重。

[AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>] 这里表示对交集元素的分数怎么处理，sum表示将交集的元素相加，min表示取最小值，max取最大值。

使用示例：

可以看见，求交集默认是将元素的分数相加。然后我们还给了权重，将key1的元素的分数 * 2，将key2的元素的分数 * 3。

zunionstore

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。

bash 复制代码

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

命令有效版本：2.0.0 之后
时间复杂度：O(N)+O(M*log(M)) N 是输⼊的有序集合总的元素个数; 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

这里的用法和细节跟zinterstore是一样的。

命令小结：

zset的内部编码

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。

另外跳表还比较适合范围查询。

zset应用场景

排行榜系统

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。
有比较简单的，比如某些游戏，按分数来指定一个天梯排行榜，它就可以只用userid 和 score。

复杂一点的，比如微博的热度排行榜。