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目录

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概念

• 和集合有联系，它保留了集合不能有重复成员的特性，但不同的是，有序集合中的元素可以排序。
• 和列表使用索引下标作为排序依据不同的是，它给每个元素设置一个分数（score）作为排序的依据。
  • 如下图，该有序集合包含kris、mike、frank、tim、martin、tom，它们的分数分别是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

• 有序集合中的元素不能重复，但是score可以重复，就和一个班里的同学学号不能重复，但是考试成绩可以相同。

列表、集合和有序集合三者的异同点

命令

集合内

添加成员：zadd key score member [score member ...]

• 下面操作向有序集合user：ranking添加用户tom和他的分数251：

127.0.0.1:6379> zadd user:ranking 251 tom(integer) 1

• 返回结果代表成功添加成员的个数：

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

• 有关zadd命令有两点需要注意：
  • Redis3.2为zadd命令添加了nx、xx、ch、incr四个选项：
    • nx：member必须不存在，才可以设置成功，用于添加。
    • xx：member必须存在，才可以设置成功，用于更新。
    • ch：返回此次操作后，有序集合元素和分数发生变化的个数
    • incr：对score做增加，相当于zincrby
  • 有序集合相比集合提供了排序字段，但是也产生了代价，zadd的时间复杂度为O（log（n）），sadd的时间复杂度为O（1）。

计算成员个数：zcard key

• 例如下面操作返回有序集合user：ranking的成员数为5，和集合类型的scard命令一样，zcard的时间复杂度为O（1）。

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

计算某个成员的分数：zscore key member

• tom的分数为251，如果成员不存在则返回nil：

127.0.0.1:6379> zscore user:ranking tom"251"127.0.0.1:6379> zscore user:ranking test(nil)

计算成员的排名

zrank key memberzrevrank key member

• zrank是从分数从低到高返回排名，zrevrank反之。
  • 例如下面操作中，tom在zrank和zrevrank分别排名第5和第0（排名从0开始计算）。

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

删除成员：zrem key member [member ...]

• 下面操作将成员mike从有序集合user：ranking中删除。

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

• 返回结果为成功删除的个数。

增加成员的分数：zincrby key increment member

• 下面操作给tom增加了9分，分数变为了260分：

127.0.0.1:6379> zincrby user:ranking 9 tom"260"

返回指定排名范围的成员

zrange key start end [withscores]zrevrange key start end [withscores]

• 有序集合是按照分值排名的，zrange是从低到高返回，zrevrange反之。
  • 下面代码返回排名最低的是三个成员，如果加上withscores选项，同时会返回成员的分数：

127.0.0.1:6379> zrange user:ranking 0 2 withscores1) "kris"2) "1"3) "frank"4) "200"5) "tim"6) "220"127.0.0.1:6379> zrevrange user:ranking 0 2 withscores1) "tom"2) "260"3) "martin"4) "250"5) "tim"6) "220"

返回指定分数范围的成员

zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]

• zrangebyscore按照分数从低到高返回，zrevrangebyscore反之。
  • 例如下面操作从低到高返回200到221分的成员，withscores选项会同时返回每个成员的分数。
  • [limit offset count]选项可以限制输出的起始位置和个数：

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

• 同时min和max还支持开区间（小括号）和闭区间（中括号），-inf和+inf分别代表无限小和无限大：

127.0.0.1:6379> zrangebyscore user:ranking (200 +inf withscores1) "tim"2) "220"3) "martin"4) "250"5) "tom"6) "260"

返回指定分数范围成员个数：zcount key min max

• 下面操作返回200到221分的成员的个数：

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

删除指定排名内的升序元素：zremrangebyrank key start end

• 下面操作删除第start到第end名的成员：

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

删除指定分数范围的成员：zremrangebyscore key min max

• 下面操作将250分以上的成员全部删除，返回结果为成功删除的个数：

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

集合间的操作

• 将下图的两个有序集合导入到Redis中

127.0.0.1:6379> zadd user:ranking:1 1 kris 91 mike 200 frank 220 tim 250 martin251 tom(integer) 6127.0.0.1:6379> zadd user:ranking:2 8 james 77 mike 625 martin 888 tom(integer) 4

交集

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

• 下面对命令参数分别进行说明：
  • destination：交集计算结果保存到这个键。
  • 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[weight...]：每个键的权重，在做交集计算时，每个键中的每个member会将自己分数乘以这个权重，每个键的权重默认是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，默认值是sum。
• 下面操作对user：ranking：1和user：ranking：2做交集，weights和aggregate使用了默认配置，可以看到目标键user：ranking：1_inter_2对分值做了sum操作：

127.0.0.1:6379> zinterstore user:ranking:1_inter_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2(integer) 3127.0.0.1:6379> zrange user:ranking:1_inter_2 0 -1 withscores1) "mike"2) "168"3) "martin"4) "875"5) "tom"6) "1139"

• 如果想让user：ranking：2的权重变为0.5，并且聚合效果使用max，可以执行如下操作：

127.0.0.1:6379> zinterstore user:ranking:1_inter_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2 weights 1 0.5 aggregate max(integer) 3127.0.0.1:6379> zrange user:ranking:1_inter_2 0 -1 withscores1) "mike"2) "91"3) "martin"4) "312.5"5) "tom"6) "444"

并集

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

• 该命令的所有参数和zinterstore是一致的，只不过是做并集计算
• 例如下面操作是计算user：ranking：1和user：ranking：2的并集，weights和aggregate使用了默认配置，可以看到目标键user：ranking：1_union_2对分值做了sum操作：

127.0.0.1:6379> zunionstore user:ranking:1_union_2 2 user:ranking:1 user:ranking:2(integer) 7127.0.0.1:6379> zrange user:ranking:1_union_2 0 -1 withscores1) "kris"2) "1"3) "james"4) "8"5) "mike"6) "168"7) "frank"8) "200"9) "tim"10) "220"11) "martin"12) "875"13) "tom"14) "1139"

有序集合命令的时间复杂度

内部编码

ziplist（压缩列表）

• 当有序集合的元素个数小于zset-max-ziplist-entries配置（默认128个），同时每个元素的值都小于zset-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会用ziplist来作为有序集合的内部实现，ziplist可以有效减少内存的使用。

skiplist（跳跃表）

• 当ziplist条件不满足时，有序集合会使用skiplist作为内部实现，因为此时ziplist的读写效率会下降。

当元素个数较少且每个元素较小时，内部编码为skiplist

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3(integer) 3127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey"ziplist"

当元素个数超过128个，内部编码变为ziplist

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3 12 e4 ...忽略... 84 e129(integer) 129127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey"skiplist"

当某个元素大于64字节时，内部编码也会变为hashtable

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 20 "one string is bigger than 64 byte................................"(integer) 1127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey"skiplist"

应用场景

• 典型场景就是排行榜系统。
  • 例如视频网站需要对用户上传的视频做排行榜，榜单的维度可能是多个方面的：按照时间、按照播放数量、按照获得的赞数。
  • 夏明明使用赞数这个维度，记录每天用户上传视频的排行榜。主要需要实现以下4个功能。
• 添加用户赞数
  • 例如用户mike上传了一个视频，并获得了3个赞，可以使用有序集合的zadd和zincrby功能：

zadd user:ranking:2016_03_15 mike 3

• 如果之后再获得一个赞，可以使用zincrby：

zincrby user:ranking:2016_03_15 mike 1

• 取消用户赞数
  • 由于各种原因（例如用户注销、用户作弊）需要将用户删除，此时需要将用户从榜单中删除掉，可以使用zrem。
  • 例如删除成员tom：

zrem user:ranking:2016_03_15 mike

• 展示获取赞数最多的十个用户
  • 此功能使用zrevrange命令实现：

zrevrangebyrank user:ranking:2016_03_15 0 9

• 展示用户信息以及用户分数
  • 此功能将用户名作为键后缀，将用户信息保存在哈希类型中，至于用户的分数和排名可以使用zscore和zrank两个功能：

hgetall user:info:tomzscore user:ranking:2016_03_15 mikezrank user:ranking:2016_03_15 mike

• 【注】参考《Redis开发与运维》

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