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Redis 有序集合（ZSet）详解

概念

有序集合（ZSet）与集合有着密切的联系，保留了集合的无重复成员特性，但不同之处在于，有序集合的元素可以排序。与列表使用索引下标作为排序依据不同，有序集合给每个元素设置一个分数（score）作为排序依据。

图示说明

以下图示展示了一个有序集合，包含成员kris、mike、frank、tim、martin、tom，它们的分数分别为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。

核心特性

列表、集合与有序集合的异同点

列表与集合

• 列表：内置的有序集合，支持快速访问元素，但缺乏高效的排序和范围查询功能。
• 集合：无序集合，元素不可重复，主要用于快速存取和删除元素。

有序集合的优势

• 提供内置的排序功能，简化了业务逻辑。
• 支持动态分数（score），满足复杂的排序需求。
• 提供丰富的查询和管理命令，提升开发效率。

Redis有序集合命令详解

1. 添加成员

命令格式

zadd key [score] member [score member ...]

示例

127.0.0.1:6379> zadd user:ranking 251 tom(integer)127.0.0.1:6379> zadd user:ranking 1 kris 91 mike 200 frank 220 tim 250 martin 251 tom(integer) 5

重要说明

• zadd支持多个选项：

  • nx：成员不存在时才设置，用于新增。
  • xx：成员存在时才设置，用于更新。
  • ch：返回元素和分数变化的个数。
  • incr：对score进行增加，等效于zincrby。

• 时间复杂度：zadd为O(log n)，sadd为O(1)。

2. 计算成员个数

zcard key

示例

127.0.0.1:6379> zcard user:ranking(integer) 5

3. 查询成员分数

zscore key member

示例

127.0.0.1:6379> zscore user:ranking tom(integer) 251127.0.0.1:6379> zscore user:ranking test(nil)

4. 计算成员排名

zrank key member

zrevrank key member

示例

127.0.0.1:6379> zrank user:ranking tom(integer) 5127.0.0.1:6379> zrevrank user:ranking tom(integer) 0

5. 删除成员

zrem key member [member ...]

示例

127.0.0.1:6379> zrem user:ranking mike(integer) 1

6. 增加成员分数

zincrby key increment member

示例

127.0.0.1:6379> zincrby user:ranking 9 tom(integer) 260

7. 查询指定排名范围的成员

zrange key start end [withscores]

zrevrange key start end [withscores]

示例

127.0.0.1:6379> zrange user:ranking 0 2 withscores1) "kris"2) "1"3) "frank"4) "200"5) "tim"6) "220"

8. 查询指定分数范围的成员

zrangebyscore key min max [withscores]

zrevrangebyscore key max min [withscores]

示例

127.0.0.1:6379> zrangebyscore user:ranking 200 to 221 withscores1) "frank"2) "200"3) "tim"4) "220"

9. 返回指定分数范围成员个数

zcount key min max

示例

127.0.0.1:6379> zcount user:ranking 200 221(integer) 2

10. 删除指定排名范围的成员

zremrangebyrank key start end

示例

127.0.0.1:6379> zremrangebyrank user:ranking 0 2(integer) 3

11. 删除指定分数范围的成员

zremrangebyscore key min max

示例

127.0.0.1:6379> zremrangebyscore user:ranking 250 to +inf(integer) 2

集合间操作

1. 交集

zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]

示例

127.0.0.1:6379> zinterstore user:ranking:1_inter_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2(integer) 3

2. 并集

zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]] [aggregate sum|min|max]

示例

127.0.0.1:6379> zunionstore user:ranking:1_union_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2(integer) 12

内部编码

Redis对有序集合的内部存储采用了两种高效的数据结构：

Redis会根据配置和元素特性选择最优的内部存储方式。

应用场景

视频网站排行榜

• 添加用户赞数：使用zadd和zincrby。
• 取消用户赞数：使用zrem。
• 展示排行榜：使用zrevrangebyrank。
• 获取用户信息：结合哈希存储用户详细信息，使用zscore和zrank查询。

总结

有序集合在Redis中提供了强大的数据结构和丰富的操作命令，适用于需要动态排序和范围查询的场景。通过合理使用这些命令，可以高效地实现排行榜、推荐系统等业务需求。

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