命令

下面我们还是和学习其它数据类型一样，我们还是先学习一下 Redis 列表类型的命令。

1.添加操作

• 从右边插入元素

我们看 rpush 命令在插入时，是有返回值的，返回值的数量就是当前列表中所有元素的个数。

我们也可以用下面的命令从左到右获取当前列表中的所有的元素，也就是如上图所示中那样。

• 从左边插入元素

lpush 命令的返回值及用法和 rpush 命令一样。通过上面的事例证明了我们前面说的，rpush 命令和 lpush 命令的返回值并不是当前插入元素的个数，而是当前 key 中全部元素的个数，因为当前 key 中已经有了 3 个元素，所以我们在执行插入命令时，返回的就是 6 而不是 3，。

• 向某个元素前或者后插入元素

linsert 命令在执行的时候首先会从当前列表中查找到 pivot 元素，其次再将这个新元素插入到 pivot 元素的前面或者后面。并且我们通过上图可以知道 linsert 命令在执行成功后也是会有返回值的，返回的结果就是当前列表中元素的个数。

2.查找

• 获取指定范围内的元素列表

lrange 命令会获取列表中指定索引范围的所有元素。

通过索引获取列表主要有两个特点：

• 索引下标从左到右分别是 0 到 N-1，从右到左是 -1 到 -N。

• lrange 命令中的 stop 参数在执行时会包括当前元素，并不是所有的语言都是这样的。我们要获取列表中前两个元素则可以如下图所示：

• 获取列表中指定索引下标的元素

• 获取列表长度

3.删除

• 从列表左侧弹出元素

lpop 命令执行成功后会返回当前被删除的元素名称。

• 从列表右侧弹出元素

rpop 命令和 lpop 命令的使用方式一样。

• 删除指定元素

lrem 命令会将列表中等于 value 的元素删除掉，并且会根据 count 参数来决定删除 value 的元素个数。

下面我们看一下 count 参数的使用说明：

count > 0：表示从左到右，最多删除 count 个元素。也就是如下图所示：

我们看上图中的命令中，虽然我们将 count 参数指定的是 5，将 value 参数指定的是 2，但由于当前列表中只有一个 2，所以，当前 lrem 命令最多只能删除 1 个元素，并且 lrem 命令也是有返回值的，也就是当前成功删除元素的个数。

count < 0：从右到左，最多删除 count 个元素。

count = 0：删除所有元素。

• 按照索引范围修剪列表

ltrim 命令会直接保留 start 索引到 stop 索引的之间的元素，并包括当前元素，而之外的元素则都会删除掉，所以该命令也叫修剪列表。

并且有一点要注意，ltrim 命令不会返回当前的列表中元素的个数，而是返回改命令是否成功的状态。

4.修改

• 修改指定索引下标的元素

5.阻塞操作

blpop 和 brpop 命令是 lpop 和 rpop 命令的阻塞版本，它们除了弹出方向不同以外，使用方法基本相同。

• key [key …]：可以指定多个列表的键。

• timeout：阻塞时间（单位：秒）

下面我们看一下该命令的详细使用。

列表为空：如果 timeout=3，则表示客户端等待 3 秒后才能返回结果，如果 timeout=0，则表示客户端会一直等待，也就是会阻塞。

由于我期间向列表中插入了元素，否则上述命令将一直阻塞下去。

列表不为空：如果 timeout=0，并且列表不为空时，则 blpop 和 brpop 命令会立即返回结果，不会阻塞。

下面我们看一下 blpop 和 brpop 命令的注意事项。

如果使用 blpop 和 brpop 命令指定多个键时，blpop 和 brpop 命令会从左到右遍历键，并且一旦有一个键能返回元素，则客户端会立即返回。

当列表为空时，上述命令会阻塞，如果向上述中的任何一个键中插入元素，则上述命令会直接返回该键的元素。

如果多个客户端都对同一个键执行 blpop 或者 brpop 命令，则最先执行该命令的客户端会获取到该键的元素。

我同时启动了 3 个客户端，因为当前列表为空，所以上述命令执行后会阻塞。如果此时我向该列表中插入元素，则只有第一个客户端会有返回结果，因为第一个客户端是第一个执行上述命令的。

时间复杂度

下面我们看一下列表中命令的相关时间复杂度。

内部编码

列表中的内部编码有两种，它们分别是：

• ziplist（压缩列表）：当列表中元素个数小于 512（默认）个，并且列表中每个元素的值都小于 64（默认）个字节时，Redis 会选择用 ziplist 来作为列表的内部实现以减少内存的使用。当然上述默认值也可以通过相关参数修改：list-max-ziplist-entried（元素个数）、list-max-ziplist-value(元素值)。

• linkedlist（链表）：当列表类型无法满足 ziplist 条件时，Redis 会选择用 linkedlist 作为列表的内部实现。

集合类型

Redis 中的集合类型，也就是 set。在 Redis 中 set 也是可以保存多个字符串的，经常有人会分不清 list 与 set，下面我们重点介绍一下它们之间的不同：

• set 中的元素是不可以重复的，而 list 是可以保存重复元素的。

• set 中的元素是无序的，而 list 中的元素是有序的。

• set 中的元素不能通过索引下标获取元素，而 list 中的元素则可以通过索引下标获取元素。

• 除此之外 set 还支持更高级的功能，例如多个 set 取交集、并集、差集等。

命令

下面我们介绍一下 set 中的相关命令。

1.集合内操作

• 添加元素

sadd 命令也是有返回值的，它的返回值就是当前执行 sadd 命令成功添加元素的个数，因为 set 中不能保存重复元素，所以在执行 sadd setkey c d 命令时，返回的是 1，而不是 2。因为元素 c 已经成功保存到 set 中，不能再保存了，只能将 d 保存到 set 中。

• 删除元素

srem 命令和 sadd 命令一样也是有返回值的，返回值就是当前删除元素的个数。

• 计算元素个数

scard 命令的时间复杂度为O(1)，scard 命令不会遍历 set 中的所有元素，而是直接使用 Redis 中的内部变量。

• 判读元素是否在集合中

sismember 命令也有返回值，如果返回值为1则表示当前元素在当前 set 中，如果返回 0 则表示当前元素不在 set 中。

• 随机从 set 中返回指定个数元素

srandmember 命令中有一个可选参数 count，count 参数指的是返回元素的个数，如果当前 set 中的元素个数小于 count，则 srandmember 命令返回当前 set 中的所有元素，如果 count 参数等于 0，则不返回任何数据，如果 count 参数小于 0，则随机返回当前 count 个数的元素。

• 从集合中随机弹出元素

spop 命令也是随机从 set 中弹出元素，并且也支持 count 可选参数，但有一点和 srandmember 命令不同。spop 命令在随机弹出元素之后，会将弹出的元素从 set 中删除。

• 获取所有元素

smembers 命令虽然能获取当前 set 中所有的元素，但返回元素的顺序与 sadd 添加元素的顺序不一定相同，这也就是前面提到过的保存在 set 中的元素是无序的。

2.集合间操作

• 集合的交集

• 集合的并集

• 集合的差集

• 将集合的交集、并集、差集的结果保存

为什么 Redis 要提供 sinterstore、sunionstore、sdiffstore 命令来将集合的交集、并集、差集的结果保存起来呢？这是因为 Redis 在进行上述比较时，会比较耗费时间，所以为了提高性能可以将交集、并集、差集的结果提前保存起来，这样在需要使用时，可以直接通过 smembers 命令获取。

时间复杂度

下面我们看一下 set 中相关命令的时间复杂度。

内部编码

• intset(整数集合)：当集合中的元素都是整数，并且集合中的元素个数小于 512 个时，Redis 会选用 intset 作为底层内部实现。

• hashtable(哈希表)：当上述条件不满足时，Redis 会采用 hashtable 作为底层实现。

备注：我们可以通过 set-max-intset-entries 参数来设置上述中的默认参数。

下面我们看一下具体的事例，来验证我们上面提到的内部编码。

当元素个数较少并且都是整数时，内部编码为 intset。

当元素不全是整数时，内部编码为 hashtable。

当元素个数超过 512 个时，内部编码为 hashtable。

有序集合类型

看名字我们就知道，有序集合也是一种集合，并且这个集合还是有序的。列表也是有序的，那它和有序集合又有什么不同呢？有序集合的有序和列表的有序是不同的。列表中的有序指的的是插入元素的顺序和查询元素的顺序相同，而有序集合中的有序指的是它会为每个元素设置一个分数(score)，而查询时可以通过分数计算元素的排名，然后再返回结果。因为有序集合也是集合类型，所以有序集合中也是不插入重复元素的，但在有序集合中分数则是可以重复，那如果在有序集合中有多个元素的分数是相同的，这些重复元素的排名是怎么计算的呢？后边我们再做详细说明。

下面先看一下列表、集合、有序集合三种数据类型之间的区别：

命令

1.集合内操作

• 添加元素

zadd 命令也是有返回值的，返回值就是当前 zadd 命令成功添加元素的个数。zadd 命令有很多选填参数：

• nx: 元素必须不存在时，才可以设置成功。

• xx: 元素必须存在时，才可以设置成功。

• ch: 返回此命令执行完成后，有序集合元素和分数发生变化的个数

• incr: 对 score 做增加。

备注：由于有序集合相比集合提供了排序字段，正是因为如此也付出了相应的代价，sadd 的时间复杂度为 O(1)，而 zadd 的时间复杂度为O(log(n))。

• 计算成员个数

• 计算某个成员的分数

在使用 zscore 命令时，如果 key 不存在，或者元素不存在时，该命令返回的都是(nil)。

• 计算成员的排名

zrank 命令是从分数低到高排名，而 zrevrank 命令则恰恰相反，从高到低排名。有一点要特别注意， zrank 和 zrevrank 命令与 zscore 是命令不同的，前者通过分数计算出最后的排名，而后者则是直接返回当前元素的分数。

• 删除元素

返回的结果为成功删除元素的个数，因为 zrem 命令是支持批量删除的。

• 增加元素分数

虽然 zincrby 命令是增加元素分数的，但我们也可以指定负数，这样当前元素的分数，则会相减。

• 返回指定排名范围的元素

zrange 命令是通过分数从低到高返回数据，而 zrevrange 命令是通过分数从高到低返回数据。如果执行命令时添加了 WITHSCORES 可选参数，则返回数据时会返回当前元素的分数。

• 返回指定分数范围的元素

min 和 max 参数还支持开区间(小括号)和闭区间(中括号)，同时我们还可以用 -inf 和 +inf 参数代表无限小和无限大。

• 返回指定分数范围元素个数

• 删除指定排名内的升序元素

• 删除指定分数范围元素

2.集合间操作

• 交集

zinterstore 命令参数比较多：

• destination：将交集的计算结果，保存到这个键中。

• 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，在做交集计算时，每个键中的分数值都会乘以这个权重，默认每个键的权重为 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，默认值为  sum。

下面我们将权重设置为 0.5，这样当计算交集后，有序集合中的元素分数将都会减半，并且使用 max 参数汇总。

• 并集

zunionstore 命令的相关参数和 zinterstore 命令相同。

时间复杂度

内部编码

有序集合类型的内部编码有两种，它们分别是：

• ziplist(压缩列表)：当有序集合的元素个数小于 128 个(默认设置)，同时每个元素的值都小于 64 字节(默认设置)，Redis 会采用 ziplist 作为有序集合的内部实现。

• skiplist(跳跃表)：当上述条件不满足时，Redis 会采用 skiplist 作为内部编码。

备注：上述中的默认值，也可以通过以下参数设置：zset-max-ziplist-entries 和 zset-max-ziplist-value。

下面我们用以下示例来验证上述结论。

当元素个数比较少，并且每个元素也比较小时，内部编码为 ziplist:

当元素个数超过 128 时，内部编码为 skiplist。下面我们将采用 python 动态创建128个元素，下面为源码：

当有序集合中有任何一个元素大于 64 个字节时，内部编码为 skiplist。