玩轉Redis-Redis高級數據結構及核心命令-ZSet

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• Sorted Set（有序集合）；

  Redis基礎數據結構及核心命令詳見上一篇文章《玩轉Redis-Redis基礎數據結構及核心命令》，百度或訂閱號搜索zxiaofan便可：

• String（字符串）；
• List（列表）；
• Set（集合）；
• Hash（散列）；

文章思路：

• 數據結構應用場景及注意事項；
• 數據結構各命令對比分析；

異常統一說明：
error（out of range）導圖簡寫@EOOR；
負數偏移量表示倒數第幾，導圖簡寫@LBN（last but number）；

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一、ZSet應用場景及注意事項

1.一、ZSet應用場景

  ZSet主要適用於須要 排序（排行榜） 的場景，如：

• 粉絲列表（按關注時間排序）；
• 學生成績排名；
• 文章帖子排名；
• 各種榜單（如微博總熱榜、分類熱榜）；

1.二、ZSet注意事項

• ZSet具有惟一性、有序性：相似Java的SortedSet和HashMap的結合體；
• 底層結構：跳躍列表；
• setvalue惟一；setvalue有score屬性，按此排序；score越小排名越靠前
• 最後一個value被移除後，數據結構自動刪除，內存被回收；

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二、ZSet各命令對比分析

概述：

• ZSet命令支持如下操做類型：增長、統計、查詢、刪除/彈出;
• 命令中的lex爲lexicographical（ordering），表示按字典規則排序；
• ZSet參數正負無窮大表示：分數（+inf、-inf）；字典排序（+、-）；

2.一、ZSet增長與統計

【核心命令】

• 增長【ZADD、ZINCRBY】；
• 統計數量【ZCARD、ZCOUNT、ZLEXCOUNT】；
• 集合運算【ZUNIONSTORE、ZINTERSTORE】；

注意：

• 【ZADD】支持新增、更新數據：XX存在才更新分數；INCR增減分數；
• 【ZINCRBY】increment避免使用浮點數，結果易出錯；
• 【ZCARD、ZCOUNT、ZLEXCOUNT】統計集合（全部、指定分數區間、指定元素區間）元素個數；
• 【ZUNIONSTORE、ZINTERSTORE】多個集合並集、交集運算；

【Redis-ZSet增長與統計元素操做】命令簡述：

命令	功能	參數
ZADD	添加元素及分數到有序集合	key [NX\	XX] [CH] [INCR] score member [score member ...]
ZINCRBY	增長/減小分數	key increment member
ZCARD	統計有序集合的元素個數	key
ZCOUNT	統計指定【score區間】的元素個數	key min max
ZLEXCOUNT	統計指定【元素區間】的元素個數	key min max
ZINTERSTORE	計算指定有序集的【交集】並將結果存入目標集合	destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM\	MIN\	MAX]
ZUNIONSTORE	計算指定有序集的【並集】並將結果存入目標集合	destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM\	MIN\	MAX]

【Redis-ZSet增長與統計元素操做】命令詳細對比分析以下：

【ZINCRBY】命令示例：

# 【ZINCRBY】命令示例 @zxiaofan

127.0.0.1:6378> zincrby zset2 2 m
"2"

127.0.0.1:6378> zincrby zset2 2.2 m
"4.2000000000000002"

【ZUNIONSTORE】命令示例：

# 【ZUNIONSTORE】命令示例  @zxiaofan

127.0.0.1:6378> zadd zset1 1 a 2 b 2 c 3 d
(integer) 4

127.0.0.1:6378> zadd zset2 2 a 3 b
(integer) 2

127.0.0.1:6378> zunionstore outset 2 zset1 zset2 weights 1 3
(integer) 4

127.0.0.1:6378> zrange outset 0 -1 withscores
1) "c"
2) "2"
3) "d"
4) "3"
5) "a"
6) "7"
7) "b"
8) "11"

127.0.0.1:6378> zunionstore outset 2 zset1 zset2 weights 1 3.5
(integer) 4

127.0.0.1:6378> zrange outset 0 -1 withscores
1) "c"
2) "2"
3) "d"
4) "3"
5) "a"
6) "8"
7) "b"
8) "12.5"

127.0.0.1:6378> zunionstore outset 2 zset1 zset2 weights 2
(error) ERR syntax error

127.0.0.1:6378> zunionstore outset 2 zset1 zset2 weights 1 3 AGGREGATE MIN
(integer) 4

127.0.0.1:6378> zrange outset 0 -1 withscores
1) "a"
2) "1"
3) "b"
4) "2"
5) "c"
6) "2"
7) "d"
8) "3"

127.0.0.1:6378> zunionstore outset 2 zset1 zset2 weights 1 3 AGGREGATE MAX
(integer) 4

127.0.0.1:6378> zrange outset 0 -1 withscores
1) "c"
2) "2"
3) "d"
4) "3"
5) "a"
6) "6"
7) "b"
8) "9"

2.二、ZSe查詢

【核心命令】

• 查詢分數【ZSCORE】；
• 查詢排名【ZRANK、ZREVRANK】；
• 按排名排序查詢【ZRANGE、ZREVRANGE】；
• 按字典順序排序查詢【ZRANGEBYLEX、ZREVRANGEBYLEX】；
• 按分數排序查詢【ZRANGEBYSCORE、ZREVRANGEBYSCORE】；
• 分頁迭代【ZSCAN】；

注意：

• 【ZSCORE】可用於判斷集合中是否存在某元素；

• 【ZRANK、ZREVRANK】查詢排名

  • 排名以0爲基數計算；
  • 排序規則：按分數排序，分數相同按字典順序排序；

• 【ZRANGE、ZREVRANGE】按排名查詢

  • 排序規則：分數從小到大/從大到小，相同分數按照字典排序；
  • 排序序號從0開始，負數表示末偏移量：0即第一個元素，-1即最後一個元素；
  • statr、stop均是閉區間，不支持開區間；
  • 返回空列表：start>集合總數 或者 start>stop；

• 【ZRANGEBYLEX、ZREVRANGEBYLEX】按字典順序排序查詢

  • 【前提】對元素分數相同的集合排序；

    • 分數不一樣排序結果可能不許；
    • 實測：先按分數排序，分數相同按字典排序；
  • 排序大小寫敏感；
  • 若分數相同，ZRANGEBYLEX myzset - +將返回整個集合的元素；

  • LIMIT：相似於SQL的SELECT LIMIT offset, count。

    • count爲負，則返offset後的全部元素；
    • offset從0開始計算；
    • 若offset很大，則命令需遍歷整個集合定位offset，複雜度將增長到O(N)；

  • 示例場景

    • 獲取指定電話號段，如181開頭的電話；
    • 獲取指定姓氏的人名，如李XX；
  • ZREVRANGEBYLEX：參數max在前min在後；

• 【ZRANGEBYSCORE、ZREVRANGEBYSCORE】按分數排序查詢

  • 排序大小寫敏感；
  • 分數相同：按字典順序排序；
  • LIMIT：含義和ZRANGEBYLEX相同；
  • ZREVRANGEBYSCORE的結果：和ZRANGEBYSCORE排序結果徹底相反；

【Redis-ZSe查詢】命令簡述：

命令	功能	參數
ZSCORE	查詢指定元素的score	key member
ZRANK	查詢指定元素的【正序】排名	key member
ZREVRANK	查詢指定元素的【逆序】排名	key member
ZRANGE	查詢指定【排名區間】的元素（和分數）	key start stop [WITHSCORES]
ZREVRANGE	【逆序】查詢指定【排名區間】的元素（和分數）	同【ZRANGE】
ZRANGEBYSCORE	查詢指定【分數區間】的元素	key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
ZREVRANGEBYSCORE	【逆序】查詢指定【分數區間】的元素	key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]
ZSCAN	分頁遍歷有序集合	key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]

【Redis-ZSe查詢】命令詳細對比分析以下：

【ZRANGEBYLEX】命令示例：

# 【ZRANGEBYLEX】命令示例 @zxiaofan

127.0.0.1:6378> zadd zset1 1 a 2 b 2 c 3 d 3 D 2 A 2 C 2 ba 2 bc 2 bA
(integer) 0

127.0.0.1:6378> zrangebylex zset1 [A [t
 1) "a"
 2) "A"
 3) "C"
 4) "b"
 5) "bA"
 6) "ba"
 7) "bc"
 8) "c"
 9) "D"
10) "d"

127.0.0.1:6378> zrangebylex zset1 [a [t LIMIT 2 1
1) "C"

127.0.0.1:6378> zrangebylex zset1 [a [t LIMIT 2 -1
1) "C"
2) "b"
3) "bA"
4) "ba"
5) "bc"
6) "c"
7) "D"
8) "d"

【ZREVRANGEBYLEX】命令示例：

# 【ZREVRANGEBYLEX】命令示例 @zxiaofan

127.0.0.1:6378> zadd zset1 1 a 2 b 2 c 3 d 3 D 2 A 2 C 2 ba 2 bc 2 bA
(integer) 0

127.0.0.1:6378> zrevrangebylex zset1 [t [A
 1) "d"
 2) "D"
 3) "c"
 4) "bc"
 5) "ba"
 6) "bA"
 7) "b"
 8) "C"
 9) "A"
10) "a"

【ZREVRANGEBYSCORE】命令示例：

# 【ZREVRANGEBYSCORE】命令示例 @zxiaofan

127.0.0.1:6378> zadd zset2 1 a 2 b 3 c 3 A 3 Aa 4 B
(integer) 0

127.0.0.1:6378> zrangebyscore zset2 1 6
1) "a"
2) "F"
3) "b"
4) "g"
5) "A"
6) "Aa"
7) "c"
8) "B"

127.0.0.1:6378> zrevrangebyscore zset2 6 1
1) "B"
2) "c"
3) "Aa"
4) "A"
5) "g"
6) "b"
7) "F"
8) "a"

2.三、ZSe刪除

【核心命令】

• 刪除元素【ZREM、ZREMRANGEBYLEX、ZREMRANGEBYLEXBYRANK、ZREMRANGEBYSCORE】；
• 彈出元素【ZPOPMAX、ZPOPMIN、BZPOPMAX、BZPOPMIN】；

注意：

• 刪除元素支持刪除指定key，還支持按照字典順序、排名、分數刪除；
• 【ZREMRANGEBYLEX】ZSet的全部元素Score必須相同，不然結果不許確；
• 【ZREMRANGEBYRANK】按排名刪除元素。即便分數相同，排名確定不一樣；
• 【ZPOPMAX】移除並彈出分數最大的元素，若是分數相同，按字典順序降序排序；
• 【BZPOPMAX】和【ZPOPMAX】的區別不單單在於阻塞彈出，還在於BZPOPMAX支持操做多個key；

【Redis-ZSe刪除】命令簡述：

命令	功能	參數
ZREM	刪除指定元素	key member [member ...]
ZREMRANGEBYLEX	刪除score徹底相同集合中指定區間的元素	key min max
ZREMRANGEBYRANK	刪除指定排名區間的元素	key start stop
ZREMRANGEBYSCORE	移除指定score的元素	key min max
ZPOPMAX	【移除】並彈出count個分數最大的元素	key [count]
ZPOPMIN	【移除】並彈出count個分數最小的元素	key [count]
BZPOPMAX	【阻塞移除】並彈出count個分數最大的元素	key [key ...] timeout
BZPOPMIN	【阻塞移除】並彈出count個分數最小的元素	key [key ...] timeout

【Redis-ZSe刪除】命令詳細對比分析以下：

【ZREMRANGEBYRANK】命令示例：

#### 【ZREMRANGEBYRANK】命令示例 @zxiaofan 

127.0.0.1:6378> zadd zset 1 a 2 b 2 c 3 d
(integer) 1

127.0.0.1:6378> zremrangebyrank zset 1 -3
(integer) 1

127.0.0.1:6378> zadd zset 1 a 2 b 2 c 3 d
(integer) 1

127.0.0.1:6378> zremrangebyrank zset -3 1
(integer) 1

【ZREMRANGEBYRANK】命令示例：

#### 【ZREMRANGEBYRANK】命令示例 @zxiaofan 

127.0.0.1:6378> del zset2
(integer) 1

127.0.0.1:6378> zadd zset2 3 a 3 b 3 B 3 c 3 A 3 Aa
(integer) 6

127.0.0.1:6378> zpopmin zset2 3
1) "A"
2) "3"
3) "Aa"
4) "3"
5) "B"
6) "3"

127.0.0.1:6378> zadd zset2 3 a 3 b 3 B 3 c 3 A 3 Aa
(integer) 3

127.0.0.1:6378> zpopmax zset2 3
1) "c"
2) "3"
3) "b"
4) "3"
5) "a"
6) "3"

127.0.0.1:6378> zpopmax zset5 3
(empty list or set)

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三、後記

  《玩轉Redis-Redis高級數據結構及核心命令-ZSet》至此結束，後續將繼續分享Redis其餘數據結構及核心命令，歡迎訂閱@zxiaofan即時查看後續文章。

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