Redis 核心数据结构（四）——Set 与 Sorted Set，去重与排名神器

集合帮你自动去重，有序集合还能帮你排个名------排行榜、共同好友、标签系统，Set / Sorted Set 一把搞定！

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Set：无序、唯一
Sorted Set：带分数的 Set，按分数排序
核心命令：SADD、SINTER、ZADD、ZRANGE、ZRANK
内部编码：intset vs hashtable，ziplist vs skiplist
实战场景：共同好友、用户标签、实时排行榜、延时队列
图解：交并差集 & 排行榜结构

发车前提醒：Set 和 Sorted Set 是 Redis 里"算法感"最强的两个结构，但用起来特别爽。

一、Set------无序且唯一

Set 就是一个自动去重的集合，里面的元素没有顺序，也不重复。你可以往里塞一堆东西，Redis 帮你保证每个元素只出现一次。

内部编码：

元素都是整数且数量少 → intset（紧凑数组，省内存）
其他情况 → hashtable（和 Hash 一样）

常用命令

命令	功能
`SADD key member [member...]`	添加一个或多个元素
`SREM key member [member...]`	移除元素
`SISMEMBER key member`	判断是否存在
`SMEMBERS key`	获取所有元素（慎用，可能慢）
`SCARD key`	获取元素个数
`SINTER key1 key2`	取交集
`SUNION key1 key2`	取并集
`SDIFF key1 key2`	取差集（key1 里有但 key2 没有的）
`SRANDMEMBER key count`	随机取 count 个元素
`SPOP key`	随机弹出一个元素

动手试试：

bash 复制代码

SADD fruits "apple" "banana" "orange"
SADD tropical "banana" "mango" "coconut"

# 取交集（既是水果又是热带水果）
SINTER fruits tropical   # 返回 "banana"

# 取并集
SUNION fruits tropical   # "apple","banana","orange","mango","coconut"

# 取差集（水果里不属于热带的）
SDIFF fruits tropical    # "apple","orange"

上图很直观的表达了集合关系。

二、Set 实战场景

场景1：共同好友（社交应用）

假设用户 A 的好友集合是 friends:A，用户 B 的是 friends:B：

bash 复制代码

SADD friends:A "U1" "U2" "U3" "U4"
SADD friends:B "U3" "U4" "U5" "U6"

# 共同好友
SINTER friends:A friends:B   # U3, U4

# A 可能认识的人（B 的好友减去 A 的好友）
SDIFF friends:B friends:A    # U5, U6

场景2：用户标签 / 兴趣推荐

给用户打标签，然后根据标签交集推荐内容：

bash 复制代码

SADD user:1001:tags "tech" "gaming" "music"
SADD user:1002:tags "gaming" "sports" "movie"

# 相同标签
SINTER user:1001:tags user:1002:tags   # "gaming"

# 推荐：取 user:1002 有但 user:1001 没有的标签
SDIFF user:1002:tags user:1001:tags    # "sports","movie"

场景3：抽奖 / 随机抽样

抽奖活动场景使用率相当的高，比如从参与用户集合里随机抽一个：

bash 复制代码

SADD lottery "user1" "user2" "user3" "user4" "user5"
SRANDMEMBER lottery 1        # 随机抽一个，不删除
SPOP lottery                 # 随机抽一个并移除（中奖后出局）

三、Sorted Set------带排名的 Set

Sorted Set（有序集合）在 Set 的基础上，给每个元素绑定了一个 score（分数），然后按照分数从小到大排序。

分数相同则按字典序。

内部编码：

元素少且分数相近 → ziplist（压缩列表）
元素多时 → skiplist + hashtable（跳表保证有序，哈希表保证快速查找）

常用命令

命令	功能
`ZADD key score member [score member...]`	添加元素并指定分数
`ZRANGE key start stop [WITHSCORES]`	按分数升序取指定范围
`ZREVRANGE`	按分数降序取
`ZRANK key member`	获取元素排名（从0开始，升序）
`ZREVRANK`	获取元素排名（降序）
`ZSCORE key member`	获取元素分数
`ZINCRBY key increment member`	增加元素分数
`ZREM key member`	删除元素
`ZCOUNT key min max`	统计分数在区间内的元素数量
`ZRANGEBYSCORE`	按分数区间取元素

动手试试：

bash 复制代码

# 游戏排行榜：玩家分数
ZADD leaderboard 100 "Alice" 200 "Bob" 150 "Charlie"

# 按分数从低到高取全部（带分数）
ZRANGE leaderboard 0 -1 WITHSCORES
# 1) "Alice" 2) "100" 3) "Charlie" 4) "150" 5) "Bob" 6) "200"

# 按分数从高到低（排名靠前的）
ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES
# "Bob" 200, "Charlie" 150, "Alice" 100

# 查看 Alice 的排名（升序排名，0表示第一名）
ZRANK leaderboard "Alice"     # 0
ZREVRANK leaderboard "Alice"  # 2（倒数第一）

四、Sorted Set 实战场景

场景1：实时排行榜（游戏、热度）

每次玩家得分，就用 ZINCRBY 增加分数：

bash 复制代码

# 玩家 Bob 获得 50 分
ZINCRBY game_scores 50 "Bob"

# 获取 Top 5
ZREVRANGE game_scores 0 4 WITHSCORES

场景2：延时队列（拿分数当时间戳）

把任务作为 member，执行时间戳作为 score。消费者定期用 ZRANGEBYSCORE 取到期的任务：

bash 复制代码

# 添加延时任务：当前时间戳 + 延迟秒数
ZADD delay_queue 1735689600 "send_email:user1001"
ZADD delay_queue 1735690000 "clean_cache"

# 消费者（每隔几秒执行）
# 取出当前时间戳之前的所有任务
ZRANGEBYSCORE delay_queue 0 1735689700
# 然后删除取出的任务（ZREM）

场景3：商品热度 / 滑动窗口限流

用 Sorted Set 存储用户在某时间窗口内的访问记录，score 是时间戳：

bash 复制代码

# 用户 1001 在时间戳 1735689600 访问了一次
ZADD rate_limit:1001 1735689600 "req_1"

# 清理 60 秒前的记录
ZREMRANGEBYSCORE rate_limit:1001 0 1735689540

# 统计最近 60 秒内的请求数
ZCOUNT rate_limit:1001 1735689540 +inf

五、Set vs Sorted Set 选择指南

需求	用哪个	理由
只要去重，不要排序	Set	内存更省，操作更快
需要判断元素是否存在	Set	O(1) 时间复杂度
需要按分数排序	Sorted Set	自带排序，支持范围查询
需要频繁取 Top N	Sorted Set	`ZREVRANGE` 极快
需要按时间戳排序做队列	Sorted Set	用 score 存时间戳
需要集合运算（交并差）	Set	Sorted Set 不支持直接集合运算

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