从 String 到 Zset：Redis 核心数据结构全解析及排行榜应用

Redis底层的数据结构

常见的有5种类型:String、Hash、List、Set、Zset

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| 类型 | 结构存储的值 | 结构的读写功能 |
| String | 字符串、整数、浮点型 | 对一整个字符串或部分字符串读取，浮点型可以自增或自减 |
| Hash | 散列键值对 | 添加、获取、删除单个元素 |
| List | 一个链表，链表的节点包含字符串 | 可以对链表两侧进行push和pop操作，根据值查找或删除元素，还可以读取多个元素 |
| Set | 无序存储字符串的集合 | 可以做集合的交、并、差集；获取、添加、删除元素 |
| Zset | 有序存储字符串的集合 | 有序集合，可以根据元素的不同分数排序，可以添加、获取、删除元素，可以根据分值范围来获得元素 |

应用场景:

String:缓存对象、常规计数、分布式锁、共享Session信息

Hash:缓存对象、购物车

List:消息队列(注意:1.生产者需要自行实现全局唯一ID；2.消费不能以消费组形式出现)

Set:聚合计算(并、差、交集)如共同关注、点赞、抽奖

Zset:需要排序的场景如排行榜

随着更新又出现了几个类型:GEO、HyperLoglog、Stream、BitMap

应用场景:

GEO:存储地图信息的场景，比如滴滴叫车

HyperLoglog:海量数据统计，比如百万计网页UV统计

Stream:消息队列，对比List而言，可以自行生成全局唯一ID;消费可以以消费组形式出现

BitMap:二值状态统计,比如签到

Zset使用，实现排行榜功能

就是对Zset的命令进一步熟悉，常见命令

SortedSet的常见命令有：

ZADD key score member：添加一个或多个元素到sorted set ，如果已经存在则更新其score值

ZREM key member：删除sorted set中的一个指定元素

ZSCORE key member : 获取sorted set中的指定元素的score值

ZRANK key member：获取sorted set 中的指定元素的排名

ZCARD key：获取sorted set中的元素个数

ZCOUNT key min max：统计score值在给定范围内的所有元素的个数

ZINCRBY key increment member：让sorted set中的指定元素自增，步长为指定的increment值

ZRANGE key min max：按照score排序后，获取指定排名范围内的元素

ZRANGEBYSCORE key min max：按照score排序后，获取指定score范围内的元素

ZDIFF.ZINTER.ZUNION：求差集.交集.并集

注意：所有的排名默认都是升序，如果要降序则在命令的Z后面添加REV即可，例如：

升序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZRANK key member

降序获取sorted set 中的指定元素的排名：ZREVRANK key memeber

此处例子来自小林Coding

以博文点赞排名为例，小林发表了五篇博文，分别获得赞为 200、40、100、50、150。

java 复制代码

# arcticle:1 文章获得了200个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 200 arcticle:1
(integer) 1
# arcticle:2 文章获得了40个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 40 arcticle:2
(integer) 1
# arcticle:3 文章获得了100个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 100 arcticle:3
(integer) 1
# arcticle:4 文章获得了50个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 50 arcticle:4
(integer) 1
# arcticle:5 文章获得了150个赞
> ZADD user:xiaolin:ranking 150 arcticle:5
(integer) 1

实现点赞加一功能，使用ZINCREBY KEY SCORE MEMBER

如:

文章 arcticle:4 新增一个赞，可以使用 ZINCRBY 命令（为有序集合key中元素member的分值加上increment）：

复制代码

> ZINCRBY user:xiaolin:ranking 1 arcticle:4
"51"

查看某篇文章的赞数，可以使用 ZSCORE KEY命令（返回有序集合key中元素个数）：

复制代码

> ZSCORE user:xiaolin:ranking arcticle:4
"50"

获取小林文章赞数最多的 3 篇文章，可以使用 ZREVRANGE KEY 下标命令（倒序获取有序集合 key 从start下标到stop下标的元素）：

复制代码

# WITHSCORES 表示把 score 也显示出来
> ZREVRANGE user:xiaolin:ranking 0 2 WITHSCORES
1) "arcticle:1"
2) "200"
3) "arcticle:5"
4) "150"
5) "arcticle:3"
6) "100"

获取小林 100 赞到 200 赞的文章，可以使用 ZRANGEBYSCORE 命令（返回有序集合中指定分数区间内的成员，分数由低到高排序）：

java 复制代码

> ZRANGEBYSCORE user:xiaolin:ranking 100 200 WITHSCORES
1) "arcticle:3"
2) "100"
3) "arcticle:5"
4) "150"
5) "arcticle:1"
6) "200"

Zset和set的区别是什么

Zset有序，且元素有对应分数，set无序

Zset: 有序，且元素唯一的集合，内容可以根据元素的分数排序，适合需要排序的场景如排行榜

添加元素（带分数）：ZADD zset1 10 "a" 20 "b" 15 "c"（向 zset1 中添加元素，分数分别为 10、20、15）

按排名范围获取元素（从小到大）：ZRANGE zset1 0 -1 WITHSCORES（返回所有元素及分数，结果按分数排序："a" 10, "c" 15, "b" 20）

按分数范围获取元素：ZRANGEBYSCORE zset1 12 25（返回分数 12-25 之间的元素："c", "b"）

增减元素分数：ZINCRBY zset1 5 "a"（将 "a" 的分数 +5，变为 15）

获取元素排名：ZRANK zset1 "b"（返回 "b" 的排名，从 0 开始，此处返回 2）

Set:无序 ，**且元素唯一的集合，**适合存储内容无需排序且唯一的内容比如用户ID

添加元素：SADD set1 "a" "b" "c"（向 set1 中添加 3 个元素，重复添加会自动去重）

查看所有元素：SMEMBERS set1（返回结果无序，如 ["b", "a", "c"]）

判断元素是否存在：SISMEMBER set1 "a"（存在返回 1，否则 0）

集合运算：SINTER set1 set2（求两个集合的交集）、SUNION set1 set2（求并集）

总之Zset比Set多了很多基于分数的操作，可以直接获取某个元素，也可以根据分数获取一定范围的元素，Set可以做集合运算比如交集并集差集等

Zset的底层是怎么实现的

Zset的底层是压缩列表或跳表实现的

若有序集合元素个数小于128并且每个元素的大小不超过64字节，则使用压缩列表

不满足以上条件则使用跳表

在redis7.0后压缩队列被废弃，改用了listpack数据结构来实现