玩转Redis-Redis高级数据结构及核心命令-ZSet
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- Sorted Set（有序集合）；
- String（字符串）；
- List（列表）；
- Set（集合）；
- Hash（散列）；
文章思路：
- 数据结构应用场景及注意事项；
- 数据结构各命令对比分析；
异常统一说明：
error（out of range）导图简写@EOOR；
负数偏移量表示倒数第几，导图简写@LBN（last but number）；
1、ZSet应用场景及注意事项
1.1、ZSet应用场景
ZSet主要适用于需要 排序（排行榜） 的场景，如：
- 粉丝列表（按关注时间排序）；
- 学生成绩排名；
- 文章帖子排名；
- 各类榜单（如微博总热榜、分类热榜）；
1.2、ZSet注意事项
- ZSet具备唯一性、有序性：类似Java的SortedSet和HashMap的结合体；
- 底层结构：跳跃列表；
- setvalue唯一；setvalue有score属性，按此排序；score越小排名越靠前
最后一个value被移除后，数据结构自动删除，内存被回收；
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2、ZSet各命令对比分析
概述：
- ZSet命令支持以下操作类型：增加、统计、查询、删除/弹出;
- 命令中的lex为lexicographical（ordering），表示按字典规则排序；
- ZSet参数正负无穷大表示：分数（+inf、-inf）；字典排序（+、-）；
2.1、ZSet增加与统计
【核心命令】
- 增加【ZADD、ZINCRBY】；
- 统计数量【ZCARD、ZCOUNT、ZLEXCOUNT】；
- 集合运算【ZUNIONSTORE、ZINTERSTORE】；
注意：
- 【ZADD】支持新增、更新数据：XX存在才更新分数；INCR增减分数；
- 【ZINCRBY】increment避免使用浮点数，结果易出错；
- 【ZCARD、ZCOUNT、ZLEXCOUNT】统计集合（所有、指定分数区间、指定元素区间）元素个数；
- 【ZUNIONSTORE、ZINTERSTORE】多个集合并集、交集运算；
【redis-ZSet增加与统计元素操作】命令简述：
| 命令 | 功能 | 参数 | ||
|---|---|---|---|---|
| ZADD | 添加元素及分数到有序集合 | key [NX | XX] [CH] [INCR] score member [score member ...] | |
| ZINCRBY | 增加/减少分数 | key increment member | ||
| ZCARD | 统计有序集合的元素个数 | key | ||
| ZCOUNT | 统计指定【score区间】的元素个数 | key min max | ||
| ZLEXCOUNT | 统计指定【元素区间】的元素个数 | key min max | ||
| ZINTERSTORE | 计算指定有序集的【交集】并将结果存入目标集合 | destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM | MIN | MAX] |
| ZUNIONSTORE | 计算指定有序集的【并集】并将结果存入目标集合 | destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM | MIN | MAX] |
【Redis-ZSet增加与统计元素操作】命令详细对比分析如下：
2.2、ZSe查询
【核心命令】
- 查询分数【ZSCORE】；
- 查询排名【ZRANK、ZREVRANK】；
- 按排名排序查询【ZRANGE、ZREVRANGE】；
- 按字典顺序排序查询【ZRANGEBYLEX、ZREVRANGEBYLEX】；
- 按分数排序查询【ZRANGEBYSCORE、ZREVRANGEBYSCORE】；
- 分页迭代【ZSCAN】；
注意：
【ZSCORE】可用于判断集合中是否存在某元素；
【ZRANK、ZREVRANK】查询排名
- 排名以0为基数计算；
- 排序规则：按分数排序，分数相同按字典顺序排序；
【ZRANGE、ZREVRANGE】按排名查询
- 排序规则：分数从小到大/从大到小，相同分数按照字典排序；
- 排序序号从0开始，负数表示末偏移量：0即第一个元素，-1即最后一个元素；
- statr、stop均是闭区间，不支持开区间；
- 返回空列表：start>集合总数 或者 start>stop；
【ZRANGEBYLEX、ZREVRANGEBYLEX】按字典顺序排序查询
- 【前提】对元素分数相同的集合排序；
- 分数不同排序结可能不准；
- 实测：先按分数排序，分数相同按字典排序；
- 排序大小写敏感；
- 若分数相同，ZRANGEBYLEX myzset - +将返回整个集合的元素；
- LIMIT：类似与SQL的SELECT LIMIT offset, count。
- count为负，则返offset后的所有元素；
- offset从0开始计算；
- 若offset很大，则命令需遍历整个集合定位offset，复杂度将增加到O(N)；
- 示例场景
- 获取指定电话号段，如181开头的电话；
- 获取指定姓氏的人名，如李XX；
- ZREVRANGEBYLEX：参数max在前min在后；
- 【前提】对元素分数相同的集合排序；
【ZRANGEBYSCORE、ZREVRANGEBYSCORE】按分数排序查询
- 排序大小写敏感；
- 分数相同：按字典顺序排序；
- LIMIT：含义和ZRANGEBYLEX相同；
- ZREVRANGEBYSCORE的结果：和ZRANGEBYSCORE排序结果完全相反；
【Redis-ZSe查询】命令简述：
| 命令 | 功能 | 参数 |
|---|---|---|
| ZSCORE | 查询指定元素的score | key member |
| ZRANK | 查询指定元素的【正序】排名 | key member |
| ZREVRANK | 查询指定元素的【逆序】排名 | key member |
| ZRANGE | 查询指定【排名区间】的元素（和分数） | key start stop [WITHSCORES] |
| ZREVRANGE | 【逆序】查询指定【排名区间】的元素（和分数） | 同【ZRANGE】 |
| ZRANGEBYSCORE | 查询指定【分数区间】的元素 | key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] |
| ZREVRANGEBYSCORE | 【逆序】查询指定【分数区间】的元素 | key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count] |
| ZSCAN | 分页遍历有序集合 | key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] |
【Redis-ZSe查询】命令详细对比分析如下：
2.3、ZSe删除
【核心命令】
- 删除元素【ZREM、ZREMRANGEBYLEX、ZREMRANGEBYLEXBYRANK、ZREMRANGEBYSCORE】；
- 弹出元素【ZPOPMAX、ZPOPMIN、BZPOPMAX、BZPOPMIN】；
注意：
- 删除元素支持删除指定key，还支持按照字典顺序、排名、分数删除；
- 【ZREMRANGEBYLEX】ZSet的所有元素Score必须相同，否则结果不准确；
- 【ZREMRANGEBYRANK】按排名删除元素。即使分数相同，排名肯定不同；
- 【ZPOPMAX】移除并弹出分数最大的元素，如果分数相同，按字典顺序降序排序；
- 【BZPOPMAX】和【ZPOPMAX】的区别不仅仅在于阻塞弹出，还在于BZPOPMAX支持操作多个key；
【Redis-ZSe删除】命令简述：
| 命令 | 功能 | 参数 |
|---|---|---|
| ZREM | 删除指定元素 | key member [member ...] |
| ZREMRANGEBYLEX | 删除score完全相同集合中指定区间的元素 | key min max |
| ZREMRANGEBYRANK | 删除指定排名区间的元素 | key start stop |
| ZREMRANGEBYSCORE | 移除指定score的元素 | key min max |
| ZPOPMAX | 【移除】并弹出count个分数最大的元素 | key [count] |
| ZPOPMIN | 【移除】并弹出count个分数最小的元素 | key [count] |
| BZPOPMAX | 【阻塞移除】并弹出count个分数最大的元素 | key [key ...] timeout |
| BZPOPMIN | 【阻塞移除】并弹出count个分数最小的元素 | key [key ...] timeout |
【Redis-ZSe删除】命令详细对比分析如下：
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