高级程序员必须精通的Redis，第五篇之——zset(有序集合)

Posted 2021-08-04 李子捌

1、简介

Redis中所有的的数据结构都是通过一个唯一的字符串key来获取相应的value数据。
Redis有5种基础数据结构，分别是：

• string（字符串）
• list（列表）
• hash（字典）
• set（集合）
• zset（有序集合）

其中list、set、hash、zset这四种数据结构是容器型数据结构，它们共享下面两条通用规则：

• create if not exists：容器不存在则创建
• drop if no elements：如果容器中没有元素，则立即删除容器，释放内存

本文讲述的是Redis的5种基础数据结构中的zset(有序集合)
​

2、zset(有序集合)相关介绍

2.1 zset(有序集合)的内部结构

zset(有序集合)是Redis中最常问的数据结构。它类似于Java语言中的SortedSet和HashMap的结合体，它一方面通过set来保证内部value值的唯一性，另一方面通过value的score（权重）来进行排序。这个排序的功能是通过Skip List（跳跃列表）来实现的。
zset(有序集合)的最后一个元素value被移除后，数据结构被自动删除，内存被回收。

2.2 zset(有序集合)的相关使用场景

利用zset的去重和有序的效果可以由很多使用场景，举两个例子：

• 存储粉丝列表，value是粉丝的ID，score是关注时间戳，这样可以对粉丝关注进行排序
• 存储学生成绩，value使学生的ID，score是学生的成绩，这样可以对学生的成绩排名

3、zset(有序集合)相关指令

1、zadd -> 向集合中添加元素，集合不存在则新建，key代表zset集合名称，score代表元素的权重，member代表元素

zadd key [NX|XX] [CH] [INCR] score member [score member …]

1127.0.0.1:6379> zadd name 10 zhangsan
2(integer) 1
3127.0.0.1:6379> zadd name 10.1 lisi
4(integer) 1
5127.0.0.1:6379> zadd name 9.9 wangwu
6(integer) 1

2、zrange -> 按照score权重从小到大排序输出集合中的元素，权重相同则按照value的字典顺序排序([lexicographical order])

超出范围的下标并不会引起错误。 比如说，当 start 的值比有序集的最大下标还要大，或是 start > stop 时， zrange 命令只是简单地返回一个空列表。 另一方面，假如 stop 参数的值比有序集的最大下标还要大，那么 Redis 将 stop 当作最大下标来处理。
可以通过使用 WITHSCORES 选项，来让成员和它的 score 值一并返回，返回列表以 value1,score1, …, valueN,scoreN 的格式表示。 客户端库可能会返回一些更复杂的数据类型，比如数组、元组等。

zrange key start stop [WITHSCORES]

 1127.0.0.1:6379> zrange name 0 -1 # 获取所有元素，按照score的升序输出
 21) "wangwu"
 32) "zhangsan"
 43) "lisi"
 5127.0.0.1:6379> zrange name 0 1        # 获取第一个和第二个slot的元素
 61) "wangwu"
 72) "zhangsan"
 8127.0.0.1:6379> zadd name 10 tianqi    # 在上面的基础上添加score为10的元素
 9(integer) 1
10127.0.0.1:6379> zrange name 0 2    # key相等则按照value字典排序输出
111) "wangwu"
122) "tianqi"
133) "zhangsan"
14127.0.0.1:6379> zrange name 0 -1 WITHSCORES # WITHSCORES 输出权重
151) "wangwu"
162) "9.9000000000000004"
173) "tianqi"
184) "10"
195) "zhangsan"
206) "10"
217) "lisi"
228) "10.1"

3、zrevrange -> 按照score权重从大到小输出集合中的元素，权重相同则按照value的字典逆序排序
其中成员的位置按 score 值递减(从大到小)来排列。 具有相同 score 值的成员按字典序的逆序(reverse lexicographical order)排列。 除了成员按 score 值递减的次序排列这一点外， ZREVRANGE 命令的其他方面和 ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 命令一样。

zrevrange key start stop [WITHSCORES]

1127.0.0.1:6379> zrevrange name 0 -1 WITHSCORES
21) "lisi"
32) "10.1"
43) "zhangsan"
54) "10"
65) "tianqi"
76) "10"
87) "wangwu"
98) "9.9000000000000004"

4、zcard -> 当 key 存在且是有序集类型时，返回有序集的基数。 当 key 不存在时，返回 0

zcard key

1127.0.0.1:6379> zcard name
2(integer) 4

5、zscore -> 返回有序集 key 中，成员 member 的 score 值，如果 member 元素不是有序集 key 的成员，或 key 不存在，返回 nil

zscore key member

1127.0.0.1:6379> zscore name zhangsan
2"10"
3127.0.0.1:6379> zscore name liziba
4(nil)

6、zrank -> 返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递增(从小到大)顺序排列。
排名以 0 为底，也就是说， score 值最小的成员排名为 0

zrank key member

1127.0.0.1:6379> zrange name 0 -1
21) "wangwu"
32) "tianqi"
43) "zhangsan"
54) "lisi"
6127.0.0.1:6379> zrank name wangwu
7(integer) 0

7、zrangebyscore -> 返回有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间(包括等于 min 或 max )的成员。有序集成员按 score 值递增(从小到大)次序排列。
min 和 max 可以是 -inf 和 +inf ，这样一来，你就可以在不知道有序集的最低和最高 score 值的情况下，使用[ZRANGEBYSCORE]这类命令
默认情况下，区间的取值使用闭区间](小于等于或大于等于)，你也可以通过给参数前增加(符号来使用可选的开区间

zrangebyscore key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]

 1127.0.0.1:6379> zrange name 0 -1 WITHSCORES # 输出全部元素
 21) "wangwu"
 32) "9.9000000000000004"
 43) "tianqi"
 54) "10"
 65) "zhangsan"
 76) "10"
 87) "lisi"
 98) "10.1" 
10127.0.0.1:6379> zrangebyscore name 9 10
111) "wangwu"
122) "tianqi"
133) "zhangsan"
14127.0.0.1:6379> zrangebyscore name 9 10 WITHSCORES    # 输出分数
151) "wangwu"
162) "9.9000000000000004"
173) "tianqi"
184) "10"
195) "zhangsan"
206) "10"
21127.0.0.1:6379> zrangebyscore name -inf 10 # -inf 从负无穷开始
221) "wangwu"
232) "tianqi"
243) "zhangsan"
25127.0.0.1:6379> zrangebyscore name -inf +inf    # +inf 直到正无穷
261) "wangwu"
272) "tianqi"
283) "zhangsan"
294) "lisi"
30127.0.0.1:6379> zrangebyscore name (10 11  #  10 < score <=11
311) "lisi"
32127.0.0.1:6379> zrangebyscore name (10 (10.1  # 10 < socre < -11
33(empty list or set)
34127.0.0.1:6379> zrangebyscore name (10 (11 
351) "lisi"

8、zrem -> 移除有序集 key 中的一个或多个成员，不存在的成员将被忽略

zrem key member [member …]

 1127.0.0.1:6379> zrange name 0 -1
 21) "wangwu"
 32) "tianqi"
 43) "zhangsan"
 54) "lisi"
 6127.0.0.1:6379> zrem name zhangsan # 移除元素
 7(integer) 1
 8127.0.0.1:6379> zrange name 0 -1
 91) "wangwu"
102) "tianqi"
113) "lisi"