小白都能看懂的Redis数据类型-有序集合

缺乏、安全感 2023-09-26 10:12 49阅读 0赞

有序集合，首先它肯定是个**集合**，是集合那么对应的**value**就**不能重复**。有序集合我们一般称之为**zset**，是在集合的基础上，给每个元素赋予了一个**分数（score）**，然后**使用这个分数进行排序**，而且这个分数是可以重复的。

## 1 命令 ##

### 1.1 集合内操作 ###

#### 1.1.1 添加元素 ####

在有序集合内添加元素除了元素本身外还要设置分数  
`zadd key score member`  
以下例子向key为name的有序集合内添加了一个分数为1的元素luke

127.0.0.1:6379> zadd name 1 luke
    (integer) 1
    复制代码

> 分数只能是数字  
> 在3.2版本之后，给zadd命令添加了几个参数
> 
>  *  nx 元素不存在的情况才能设置成功
>  *  xx 元素存在的情况下才能设置成功
>  *  ch 返回此次操作修改的分数和元素的个数
>  *  incr 增加score

#### 1.1.2 计算元素个数 ####

`zcard key`可以计算对应key内元素的的个数  
下边例子我们向有序集合name内添加了四个元素，然后查询个数并返回

127.0.0.1:6379> zadd name 1 luke 2 a 3 b 4 d
    (integer) 4
    127.0.0.1:6379> zcard name
    (integer) 4
    复制代码

#### 1.1.3 查询某元素分数 ####

`zscore key member`可以查询ky内元素member的分数  
比如我们查询name内luke的分数

127.0.0.1:6379> zscore name luke
    "1"
    复制代码

#### 1.1.4 查询元素排名 ####

查询排名有两个命令  
`zrank key member`顺序，从小到大  
`zrevrank key member`逆序，从大到小  
下面我们查询name内luke的排名

127.0.0.1:6379> zrank name luke
    (integer) 0
    127.0.0.1:6379> zrevrank name luke
    (integer) 3
    复制代码

> 当元素不存在的时候会返回nil

#### 1.1.5 删除元素 ####

`zrem key member`可以删除指定的元素

127.0.0.1:6379> zrem name d
    (integer) 1
    复制代码

#### 1.1.6 增加元素分数 ####

当需要增加元素分数的时候，需要用到`zincrby key score member`  
下边的例子给name内元素luke加了99分

127.0.0.1:6379> zincrby name 99 luke
    "100"
    复制代码

返回的是该元素增加后的新分数

#### 1.1.7 返回指定排名范围的元素 ####

对于这个和之后的命令，我们创建一个新的有序列表

127.0.0.1:6379> zadd stu 1 a 2 b 3 c 4 d 5 e 6 f 7 g 8 h
    (integer) 8
    复制代码

返回指定排名的元素需要用到以下两个命令  
`zrange key start end [withscore]`顺序，从低到高  
`zrevrange key start end [withscore]`逆序，从高到低  
比如我们查询分数最低的三个元素

127.0.0.1:6379> zrange stu 0 2
    1) "a"
    2) "b"
    3) "c"
    复制代码

#### 1.1.8 返回指定分数范围的元素 ####

通过分数查询元素也对应的是两条命令  
`zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]`按照分数从高到底  
`zrevrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]`按照分数从低到高

127.0.0.1:6379> zrangebyscore stu 2 4
    1) "b"
    2) "c"
    3) "d"
    复制代码

`withscores`可以返回元素和分数，下面的命令会返回stu下分数在2到4之间的元素和分值

127.0.0.1:6379> zrangebyscore stu 2 4 withscores
    1) "b"
    2) "2"
    3) "c"
    4) "3"
    5) "d"
    6) "4"
    复制代码

`limit offset count`则限制返回的其实位置和个数，下边的命令会返回stu下分数在2到4之间且排序在第2个之后的两个元素的元素

127.0.0.1:6379> zrangebyscore stu 2 4 withscores limit 1 2
    1) "c"
    2) "3"
    3) "d"
    4) "4"
    复制代码

而且这个命令还支持**开区间**（小括号）和**闭区间**（中括号），还有两个值-inf和 +inf，-inf表示无穷小，+inf表示无穷大  
下边的例子返回了分数在2-4但不包括2的元素

127.0.0.1:6379> zrangebyscore stu (2 4
    1) "c"
    2) "d"
    复制代码

#### 1.1.9 返回指定分数范围的元素个数 ####

`zcount key min max`可以返回指定分数区间内元素的个数

127.0.0.1:6379> zcount stu 1 3
    (integer) 3
    复制代码

#### 1.1.10 删除指定排名内的升序元素 ####

需要删除指定排名范围内的升序元素我们可以使用`zremrangebyrank key start end` 这里是删除了按从小到大排列的第七和第八个元素，因为是从0开始的，所以第七是有元素的，第八为空，所以只删除了第七个元素

127.0.0.1:6379> zremrangebyrank stu 7 8
    (integer) 1
    复制代码

#### 1.1.11 删除指定分数范围的元素 ####

`zremrangebyscore key min max`这个命令可以删除指定分数范围内的元素，同时也支持开区间和闭区间。

下边的例子就把所有大于5分的元素全删了

127.0.0.1:6379> zremrangebyscore stu (5 +inf
    (integer) 2
    复制代码

### 1.2 集合操作 ###

在集合操作的时候我们创建两个新的有序集合

127.0.0.1:6379> zadd user1 1 a 2 b 3 c 4 d
    (integer) 4
    127.0.0.1:6379> zadd user2 5 b 6 c 7 d 8 e
    (integer) 4
    复制代码

#### 1.2.1 交集 ####

求交集的命令是 `zinterstore destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]`,这个参数比较多我们一一解释

*  `destination` 也就是newkey，求过交集之后的新集合会以这个key保存
 *  `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]` 每个键的权重，在交集计算的时候，每个键中的每个元素的分值会乘以这个权重，默认是1
 *  `[AGGREGATE SUM|MIN|MAX]` 计算过交集后，相同元素的的分值可以按照sum(和)，min(最小值)，max(最大值)做汇总，默认是sum

下面举个例子，对我们之前新建的两个集合做交集，并保存到新的key newkey里

127.0.0.1:6379> zinterstore  newkey 2 user1 user2
    (integer) 3
    127.0.0.1:6379> zrange newkey 0 -1 withscores
    1) "b"
    2) "7"
    3) "c"
    4) "9"
    5) "d"
    6) "11"
    复制代码

#### 1.2.2 并集 ####

`zunionstore destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]`这个命令参数的含义与求交集时相同

127.0.0.1:6379> zunionstore newkey2 2 user1 user2
    (integer) 5
    127.0.0.1:6379> zrange newkey2 0 -1 withscores
     1) "a"
     2) "1"
     3) "b"
     4) "7"
     5) "e"
     6) "8"
     7) "c"
     8) "9"
     9) "d"
    10) "11"
    复制代码

## 2 内部编码 ##

有序集合的内部编码有两种，ziplist和skiplist

### 2.1 ziplist ###

使用ziplist作为内部编码有两个条件

1.  元素个数小于配置`zset-max-ziplist-entries`，默认为512
2.  每个元素的大小小于`zset-max-ziplist-value`，默认时64字节

### 2.2 skiplist ###

当不满足上边的两个条件的时候，会使用skiplist作为内部编码的实现，相对于skiplist，ziplist占用空间更小

## 3 使用场景 ##

使用最多的就是**排行榜**功能  
比如掘金内按照点赞的数量进行排行  
设置key并且按照点赞数量为score和文章id作为value的形式构建有序列表  
当有新的文章增加的时候，则使用**zadd**添加  
当某篇文章点赞数新增的时候则使用**zincrby**增加分值  
若是有用户作弊刷赞，则可以使用**zrem**取消排行中的用户  
此时我们可以使用**zrevrange**显示点赞量最多的几个用户