【Redis】list数据类型相关指令

list简单介绍

列表类型是用来存储多个有序的字符串，如图所示，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，一个列表最多可以存储 2^32 - 1 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角色，在实际开发上有很多应用场景。

列表类型的特点：

（1）列表中的元素是有序的，这意味着可以通过索引下标获取某个元素或者某个范围的元素列表，就像数组一样，这里的有序不是指顺序降序，而是顺序表一样按照插入顺序排列着，可以随机访问。

（2）区分获取和删除的区别，例如上图中的 lrem 1 b 是从列表中把从左数遇到的前 1 个 b 元素删除，这个操作会导致列表的长度从 5 变成 4；但是执行 lindex 4 只会获取元素，但列表长度是不会变化的。

（3）列表中的元素是允许重复的，因为其定位类似数组，不是哈希。

lpush

将一个或者多个元素从左侧放入（头插）到 list 中。

时间复杂度是O(1)，且这个操作是头插，lpush 的 l 是 left 的意思，所以先插入的在最后面。lpush 的 key 如果不存在，那么会自动创建插入，如果存在，value 不是 list 也会报错。

lpushx

在 key 存在时，将一个或者多个元素从左侧放入（头插）到 list 中。不存在，直接返回。

可以看到，如果 lpushx 的 key 不存在，那么就会直接返回0，lpushx 会返回插入成功后的 list 元素数量。

rpush

将一个或者多个元素从右侧放入（尾插）到 list 中。

rpushx

在 key 存在时，将一个或者多个元素从右侧放入（尾插）到 list 中。

lrange

获取从 start 到 end 区间的所有元素，左闭右闭。

注意这里是左闭右闭，而且支持倒数下标，-1 表示倒数第一个，以此类推。

lpop

从 list 左侧取出元素（即头删）。

带参数的功能是 Redis 6.2 版本新加的，我们也可以不带，不带就是删一个，该指令会返回删除的元素的值。

rpop

从 list 右侧取出元素（即尾删）。

lindex

获取从左数第 index 位置的元素。

如果是非法下标，则返回 nil。注意这里的时间复杂度是O(N)，这个比较反直觉，因为其并不是真的一块连续的空间，能像数组一样随机访问，还是需要遍历的。

linsert

在特定位置插入元素。

这个指令很类似我们静态数组的 [] 查找元素。注意这里是给定一个基准值，从左向右遍历，找到第一个基准值，根据 before（之前） | after（之后）进行插入。如果从头到尾都没有找到，就会返回 -1。该指令返回插入之后的 list 长度。

llen

获取 list 长度。

这里的 list 的长度是指 list 的元素数量。

blpop 和 brpop

blpop 和 brpop 是 lpop 和 rpop 的阻塞版本。他们有什么区别呢？

在列表中有元素的情况下，阻塞和非阻塞表现是一致的。但如果列表中没有元素，非阻塞版本会理解返回 nil，但阻塞版本会根据 timeout，阻塞一段时间，期间 Redis 可以执行其他命令，但要求执行该命令的客户端会表现为阻塞状态。

命令中如果设置了多个键，那么会从左向右进行遍历键，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素，命令立即返回。

如果多个客户端同时对一个键执行 pop，则最先执行命令的客户端会得到弹出的元素，也就是会根据先来后到排个队，因为之前也说过，Redis 可以用来作为消息队列，也就是生产消费者模型，早期 list 就可以用来做消息队列，这个机制可以用来防止消费者饥饿问题。

可以看到，第一次 blpop 时因为 list 为空所以阻塞了，插入元素后就弹出对应值返回了，还标明了操作时间，因为可以同时 blpop 多个 key，所以这里返回时还会表明哪个 key 的。如果一直没有元素，就会超时返回 nil。

lrem

从 list 中删除指定值的元素

该指令就是指定元素值和数量，然后删除对应数量的元素。但是该指令的 count 有以下规则：

count > 0：从表头到表尾遍历，删除前 count 个等于 value 的元素；

count < 0：从表尾到表头遍历，删除前 abs(count) 个等于 value 的元素；

count = 0：删除 List 中所有等于 value 的元素；

此外，如果 count 数量超过了 list 中实际存在的该元素数，不会报错，而是适应一下，该元素全部删除。

ltrim

修剪 List（裁剪列表）的核心命令，简单说就是保留 List 中指定索引范围的元素，删除范围外的所有元素，常用来实现「固定长度的列表」（比如最近 N 条日志、消息队列长度限制）。

可以看到范围是左闭右闭的，且支持倒数，且可以适应参数。

编码方式

以前的列表类型的内部编码有两种：

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。

但是现在被舍弃了，现在不管个数和长度，都是用的 quicklist，quicklist可以认为是 ziplist 和 linkedlist 的合体，整体是一个链表，但是节点是一个个压缩链表。

使用场景

Redis 列表类型的核心用途主要体现在两大场景：一是作为消息队列使用，利用 lpush+brpop 的命令组合实现阻塞式生产者 - 消费者模型，生产者通过 lpush 向列表插入消息，多个消费者借助 brpop 阻塞式争抢队列元素，既保证消费的负载均衡与高可用性，还能通过不同键名模拟分频道队列，让消费者针对性监听不同键实现消息分频道订阅；二是用于实现有序的时序类列表展示，典型如微博 Timeline 场景，将用户的微博标识存入专属列表，借助 lpush 维护最新在前的有序性，通过 lrange 按索引范围分页获取内容，满足分页展示需求，虽存在 1+n 查询、中间元素获取效率低等问题，但可通过 pipeline 批量操作、列表拆分等方式优化。