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Redis对象——有序集合(ZSet)

Redis对象——有序集合(ZSet)

作者: 小波同学 | 来源:发表于2023-08-28 23:36 被阅读0次

    前言

    有序集合类型 (Sorted Set或ZSet) 相比于集合类型多了一个排序属性 score(分值),对于有序集合 ZSet 来说,每个存储元素相当于有两个值组成的,一个是有序结合的元素值,一个是排序值。有序集合保留了集合不能有重复成员的特性(分值可以重复),但不同的是,有序集合中的元素可以排序。

    一、内部实现

    有序集合是由 ziplist (压缩列表)skiplist (跳跃表) 组成的。

    当数据比较少时,有序集合使用的是 ziplist 存储的,有序集合使用 ziplist 格式存储必须满足以下两个条件:

    • 有序集合保存的元素个数要小于 128 个;
    • 有序集合保存的所有元素成员的长度都必须小于 64 字节。

    如果不能满足以上两个条件中的任意一个,有序集合将会使用 skiplist 结构进行存储。

    二、常用命令

    Redis列表对象常用命令如下表(点击命令可查看命令详细说明)。

    命令 说明 时间复杂度
    BZPOPMAX key [key …] timeout 从一个或多个排序集中删除并返回得分最高的成员,或阻塞,直到其中一个可用为止 O(log(N))
    BZPOPMIN key [key …] timeout 从一个或多个排序集中删除并返回得分最低的成员,或阻塞,直到其中一个可用为止 O(log(N))
    ZADD key [NXXX] [CH] [INCR] score member [score member …] 添加到有序set的一个或多个成员,或更新的分数,如果它已经存在 O(log(N))
    ZCARD key 获取一个排序的集合中的成员数量 O(1)
    ZCOUNT key min max 返回分数范围内的成员数量 O(log(N))
    ZINCRBY key increment member 增量的一名成员在排序设置的评分 O(log(N))
    ZINTERSTORE 相交多个排序集,导致排序的设置存储在一个新的关键 O(NK)+O(Mlog(M))
    ZLEXCOUNT key min max 返回成员之间的成员数量 O(log(N))
    ZPOPMAX key [count] 删除并返回排序集中得分最高的成员 O(log(N)*M)
    ZPOPMIN key [count] 删除并返回排序集中得分最低的成员 O(log(N)*M)
    ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 根据指定的index返回,返回sorted set的成员列表 O(log(N)+M)
    ZRANGEBYLEX key min max [LIMIT offset count] 返回指定成员区间内的成员,按字典正序排列, 分数必须相同。 O(log(N)+M)
    ZREVRANGEBYLEX key max min [LIMIT offset count] 返回指定成员区间内的成员,按字典倒序排列, 分数必须相同 O(log(N)+M)
    ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] 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。 O(log(N)+M)
    ZRANK key member 确定在排序集合成员的索引 O(log(N))
    ZREM key member [member …] 从排序的集合中删除一个或多个成员 O(M*log(N))
    ZREMRANGEBYLEX key min max 删除名称按字典由低到高排序成员之间所有成员。 O(log(N)+M)
    ZREMRANGEBYRANK key start stop 在排序设置的所有成员在给定的索引中删除 O(log(N)+M)
    ZREMRANGEBYSCORE key min max 删除一个排序的设置在给定的分数所有成员 O(log(N)+M)
    ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 在排序的设置返回的成员范围,通过索引,下令从分数高到低 O(log(N)+M)
    ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count] 返回有序集合中指定分数区间内的成员,分数由高到低排序。 O(log(N)+M)
    ZREVRANK key member 确定指数在排序集的成员,下令从分数高到低 O(log(N))
    ZSCORE key member 获取成员在排序设置相关的比分 O(1)
    ZUNIONSTORE 添加多个排序集和导致排序的设置存储在一个新的关键 O(N)+O(M log(M))
    ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代sorted sets里面的元素 O(1)

    三、使用场景

    3.1 排行榜系统

    有序集合比较典型的使用场景就是排行榜系统。例如学生成绩的排名。某视频(博客等)网站的用户点赞、播放排名、电商系统中商品的销量排名等。我们以博客点赞为例。

    • 添加用户赞数
      例如小编Tom发表了一篇博文,并且获得了10个赞。
    zadd user:ranking arcticle1 10
    
    • 取消用户赞数
      这个时候有一个读者又觉得Tom写的不好,又取消了赞,此时需要将文章的赞数从榜单中减去1,可以使用zincrby。
    zincrby user:ranking arcticle1 -1
    
    • 查看某篇文章的赞数
    ZSCORE user:ranking arcticle1
    
    • 展示获取赞数最多的十篇文章
      此功能使用zrevrange命令实现:
    zrevrangebyrank user:ranking  0 9
    

    3.2 电话号码(姓名)排序

    使用有序集合的ZRANGEBYLEXZREVRANGEBYLEX可以帮助我们实现电话号码或姓名的排序,我们以ZRANGEBYLEX为例

    注意:不要在分数不一致的SortSet集合中去使用 ZRANGEBYLEX和 ZREVRANGEBYLEX 指令,因为获取的结果会不准确。

    • 电话号码排序
      我们可以将电话号码存储到SortSet中,然后根据需要来获取号段:
    redis> zadd phone 0 13100111100 0 13110114300 0 13132110901 
    (integer) 3
    redis> zadd phone 0 13200111100 0 13210414300 0 13252110901 
    (integer) 3
    redis> zadd phone 0 13300111100 0 13310414300 0 13352110901 
    (integer) 3
    

    获取所有号码:

    redis> ZRANGEBYLEX phone - +
    1) "13100111100"
    2) "13110114300"
    3) "13132110901"
    4) "13200111100"
    5) "13210414300"
    6) "13252110901"
    7) "13300111100"
    8) "13310414300"
    9) "13352110901"
    

    获取132号段:

    redis> ZRANGEBYLEX phone [132 (133
    1) "13200111100"
    2) "13210414300"
    3) "13252110901"
    

    获取132、133号段:

    redis> ZRANGEBYLEX phone [132 (134
    1) "13200111100"
    2) "13210414300"
    3) "13252110901"
    4) "13300111100"
    5) "13310414300"
    6) "13352110901"
    
    • 姓名排序
      将名称存储到SortSet中:
    redis> zadd names 0 Toumas 0 Jake 0 Bluetuo 0 Gaodeng 0 Aimini 0 Aidehua 
    (integer) 6
    

    获取所有人的名字:

    redis> ZRANGEBYLEX names - +
    1) "Aidehua"
    2) "Aimini"
    3) "Bluetuo"
    4) "Gaodeng"
    5) "Jake"
    6) "Toumas"
    

    获取名字中大写字母A开头的所有人:

    redis> ZRANGEBYLEX names [A (B
    1) "Aidehua"
    2) "Aimini"
    

    获取名字中大写字母C到Z的所有人:

    redis> ZRANGEBYLEX names [C [Z
    1) "Gaodeng"
    2) "Jake"
    3) "Toumas"
    

    参考:
    https://www.laoyu.site/2020/%E6%8A%80%E6%9C%AF%E5%AE%9E%E8%B7%B5/redis/Redis%E5%AF%B9%E8%B1%A1%E2%80%94%E2%80%94%E6%9C%89%E5%BA%8F%E9%9B%86%E5%90%88(ZSet)/

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