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概念
列表、集合和有序集合三者的异同点
命令
集合内
添加成员:zadd key score member [score member ...]
计算成员个数:zcard key
计算某个成员的分数:zscore key member
计算成员的排名
删除成员:zrem key member [member ...]
增加成员的分数:zincrby key increment member
返回指定排名范围的成员
返回指定分数范围的成员
返回指定分数范围成员个数:zcount key min max
删除指定排名内的升序元素:zremrangebyrank key start end
删除指定分数范围的成员:zremrangebyscore key min max
集合间的操作
交集
并集
有序集合命令的时间复杂度
内部编码
ziplist(压缩列表)
skiplist(跳跃表)
当元素个数较少且每个元素较小时,内部编码为skiplist
当元素个数超过128个,内部编码变为ziplist
当某个元素大于64字节时,内部编码也会变为hashtable
应用场景
概念
- 和集合有联系,它保留了集合不能有重复成员的特性,但不同的是,有序集合中的元素可以排序。
- 和列表使用索引下标作为排序依据不同的是,它给每个元素设置一个分数(score)作为排序的依据。
- 如下图,该有序集合包含kris、mike、frank、tim、martin、tom,它们的分数分别是1、91、200、220、250、251,有序集合提供了获取指定分数和元素范围查询、计算成员排名等功能
- 有序集合中的元素不能重复,但是score可以重复,就和一个班里的同学学号不能重复,但是考试成绩可以相同。
列表、集合和有序集合三者的异同点
命令
集合内
添加成员:zadd key score member [score member ...]
- 下面操作向有序集合user:ranking添加用户tom和他的分数251:
127.0.0.1:6379> zadd user:ranking 251 tom (integer) 1
- 返回结果代表成功添加成员的个数:
127.0.0.1:6379> zadd user:ranking 1 kris 91 mike 200 frank 220 tim 250 martin (integer) 5
- 有关zadd命令有两点需要注意:
- Redis3.2为zadd命令添加了nx、xx、ch、incr四个选项:
- nx:member必须不存在,才可以设置成功,用于添加。
- xx:member必须存在,才可以设置成功,用于更新。
- ch:返回此次操作后,有序集合元素和分数发生变化的个数
- incr:对score做增加,相当于zincrby
- 有序集合相比集合提供了排序字段,但是也产生了代价,zadd的时间复杂度为O(log(n)),sadd的时间复杂度为O(1)。
计算成员个数:zcard key
- 例如下面操作返回有序集合user:ranking的成员数为5,和集合类型的scard命令一样,zcard的时间复杂度为O(1)。
127.0.0.1:6379> zcard user:ranking (integer) 5
计算某个成员的分数:zscore key member
- tom的分数为251,如果成员不存在则返回nil:
127.0.0.1:6379> zscore user:ranking tom "251" 127.0.0.1:6379> zscore user:ranking test (nil)
计算成员的排名
zrank key member zrevrank key member
- zrank是从分数从低到高返回排名,zrevrank反之。
- 例如下面操作中,tom在zrank和zrevrank分别排名第5和第0(排名从0开始计算)。
127.0.0.1:6379> zrank user:ranking tom (integer) 5 127.0.0.1:6379> zrevrank user:ranking tom (integer) 0
删除成员:zrem key member [member ...]
- 下面操作将成员mike从有序集合user:ranking中删除。
127.0.0.1:6379> zrem user:ranking mike (integer) 1
- 返回结果为成功删除的个数。
增加成员的分数:zincrby key increment member
- 下面操作给tom增加了9分,分数变为了260分:
127.0.0.1:6379> zincrby user:ranking 9 tom "260"
返回指定排名范围的成员
zrange key start end [withscores] zrevrange key start end [withscores]
- 有序集合是按照分值排名的,zrange是从低到高返回,zrevrange反之。
- 下面代码返回排名最低的是三个成员,如果加上withscores选项,同时会返回成员的分数:
127.0.0.1:6379> zrange user:ranking 0 2 withscores 1) "kris" 2) "1" 3) "frank" 4) "200" 5) "tim" 6) "220" 127.0.0.1:6379> zrevrange user:ranking 0 2 withscores 1) "tom" 2) "260" 3) "martin" 4) "250" 5) "tim" 6) "220"
返回指定分数范围的成员
zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count] zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]
- zrangebyscore按照分数从低到高返回,zrevrangebyscore反之。
- 例如下面操作从低到高返回200到221分的成员,withscores选项会同时返回每个成员的分数。
- [limit offset count]选项可以限制输出的起始位置和个数:
127.0.0.1:6379> zrangebyscore user:ranking 200 tinf withscores 1) "frank" 2) "200" 3) "tim" 4) "220" 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore user:ranking 221 200 withscores 1) "tim" 2) "220" 3) "frank" 4) "200"
- 同时min和max还支持开区间(小括号)和闭区间(中括号),-inf和+inf分别代表无限小和无限大:
127.0.0.1:6379> zrangebyscore user:ranking (200 +inf withscores 1) "tim" 2) "220" 3) "martin" 4) "250" 5) "tom" 6) "260"
返回指定分数范围成员个数:zcount key min max
- 下面操作返回200到221分的成员的个数:
127.0.0.1:6379> zcount user:ranking 200 221 (integer) 2
删除指定排名内的升序元素:zremrangebyrank key start end
- 下面操作删除第start到第end名的成员:
127.0.0.1:6379> zremrangebyrank user:ranking 0 2 (integer) 3
删除指定分数范围的成员:zremrangebyscore key min max
- 下面操作将250分以上的成员全部删除,返回结果为成功删除的个数:
127.0.0.1:6379> zremrangebyscore user:ranking (250 +inf (integer) 2
集合间的操作
- 将下图的两个有序集合导入到Redis中
127.0.0.1:6379> zadd user:ranking:1 1 kris 91 mike 200 frank 220 tim 250 martin 251 tom (integer) 6 127.0.0.1:6379> zadd user:ranking:2 8 james 77 mike 625 martin 888 tom (integer) 4
交集
zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]
- 下面对命令参数分别进行说明:
- destination:交集计算结果保存到这个键。
- numkeys:需要做交集计算键的个数。
- key[key...]:需要做交集计算的键。
- weights weight[weight...]:每个键的权重,在做交集计算时,每个键中的每个member会将自己分数乘以这个权重,每个键的权重默认是1。
- aggregate sum|min|max:计算成员交集后,分值可以按照sum(和)、min(最小值)、max(最大值)做汇总,默认值是sum。
- 下面操作对user:ranking:1和user:ranking:2做交集,weights和aggregate使用了默认配置,可以看到目标键user:ranking:1_inter_2对分值做了sum操作:
127.0.0.1:6379> zinterstore user:ranking:1_inter_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2 (integer) 3 127.0.0.1:6379> zrange user:ranking:1_inter_2 0 -1 withscores 1) "mike" 2) "168" 3) "martin" 4) "875" 5) "tom" 6) "1139"
- 如果想让user:ranking:2的权重变为0.5,并且聚合效果使用max,可以执行如下操作:
127.0.0.1:6379> zinterstore user:ranking:1_inter_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2 weights 1 0.5 aggregate max (integer) 3 127.0.0.1:6379> zrange user:ranking:1_inter_2 0 -1 withscores 1) "mike" 2) "91" 3) "martin" 4) "312.5" 5) "tom" 6) "444"
并集
zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]
- 该命令的所有参数和zinterstore是一致的,只不过是做并集计算
- 例如下面操作是计算user:ranking:1和user:ranking:2的并集,weights和aggregate使用了默认配置,可以看到目标键user:ranking:1_union_2对分值做了sum操作:
127.0.0.1:6379> zunionstore user:ranking:1_union_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2 (integer) 7 127.0.0.1:6379> zrange user:ranking:1_union_2 0 -1 withscores 1) "kris" 2) "1" 3) "james" 4) "8" 5) "mike" 6) "168" 7) "frank" 8) "200" 9) "tim" 10) "220" 11) "martin" 12) "875" 13) "tom" 14) "1139"
有序集合命令的时间复杂度
内部编码
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(跳跃表)
- 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的读写效率会下降。
当元素个数较少且每个元素较小时,内部编码为skiplist
127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3 (integer) 3 127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey "ziplist"
当元素个数超过128个,内部编码变为ziplist
127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3 12 e4 ...忽略... 84 e129 (integer) 129 127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey "skiplist"
当某个元素大于64字节时,内部编码也会变为hashtable
127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 20 "one string is bigger than 64 byte............. ..................." (integer) 1 127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey "skiplist"
应用场景
- 典型场景就是排行榜系统。
- 例如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜,榜单的维度可能是多个方面的:按照时间、按照播放数量、按照获得的赞数。
- 夏明明使用赞数这个维度,记录每天用户上传视频的排行榜。主要需要实现以下4个功能。
- 添加用户赞数
- 例如用户mike上传了一个视频,并获得了3个赞,可以使用有序集合的zadd和zincrby功能:
zadd user:ranking:2016_03_15 mike 3
- 如果之后再获得一个赞,可以使用zincrby:
zincrby user:ranking:2016_03_15 mike 1
- 取消用户赞数
- 由于各种原因(例如用户注销、用户作弊)需要将用户删除,此时需要将用户从榜单中删除掉,可以使用zrem。
- 例如删除成员tom:
zrem user:ranking:2016_03_15 mike
- 展示获取赞数最多的十个用户
- 此功能使用zrevrange命令实现:
zrevrangebyrank user:ranking:2016_03_15 0 9
- 展示用户信息以及用户分数
- 此功能将用户名作为键后缀,将用户信息保存在哈希类型中,至于用户的分数和排名可以使用zscore和zrank两个功能:
hgetall user:info:tom zscore user:ranking:2016_03_15 mike zrank user:ranking:2016_03_15 mike
- 【注】参考《Redis开发与运维》
redis 集合根据id进行修改 redis的集合命令
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