Redis 中 Set 和 Zset 类型

目录

1.Set类型

1.1 Set集合

1.2 普通命令

1.3 集合操作

1.4 内部编码

1.5 使用场景

2.Zset类型

2.1 Zset有序集合

2.2 普通命令

2.3 集合间操作

2.4 内部编码

2.5 使用场景


1.Set类型

1.1 Set集合

集合类型也是保存多个字符串类型的元素,但是和列表类型不同的是,集合中的元素是无序的,并且不允许重复,Redis除了支持集合内的增删改查操作,同时还支持多个集合取交集、并集、差集

集合类型

1.2 普通命令

SADD

将一个或者多个元素添加到set中,重复的元素无法添加到set中

语法:

SADD key member [member ...]

时间复杂度:O(1)

返回值:添加成功的元素个数

SMEMBERS

获取一个 set 中的所有元素,元素之间的顺序是无序的

语法:

SMEMBERS key

时间复杂度:O(N)

返回值:所有元素的列表 

SISMEMBER

判断一个元素在不在 set 中

语法:

SISMEMBER key member

时间复杂度:O(1)

返回值:1表示元素在 set 中,0表示不在 set 中或者 key 不存在

SCARD

获取 set 中元素的个数

语法:

SCARD key

时间复杂度:O(1)

返回值:set 内元素的个数

SPOP

从 set 中删除并返回一个或者多个元素,由于 set 中元素是无序的,所以取出的元素是随机的

语法:

SPOP key [count]

count代表个数,不写表示随机删除一个,写的时候,写几个就删除几个

时间复杂度:O(N),N为count

返回值:取出的元素

SMOVE

将一个元素从源 set 取出并放入目标 set 中

语法:

SMOVE source destination member

时间复杂度:O(1)

返回值:1表示成功,0表示失败

如果继续给key1里面添加一个1,然后再把这个1移动到key2,smove也会按照删除插入执行

SREM

将指定的元素从 set 中删除

语法:

SREM key member [member ...]

时间复杂度:O(N),N为要删除元素的个数

返回值:删除元素的个数

1.3 集合操作

交集(inter)、并集(union)、差集(diff)

SINTER

获取给定 set 的交集中的元素

语法:

SINTER key [key ...]

时间复杂度:O(N * M),N是最小的集合元素个数,M是最大的集合元素个数

返回值:交集的元素

SINTERSTORE

获取给定 set 的交集中的元素并保存到目标 set 中

语法:

SINTERSTORE destination key [key ...]

时间复杂度:O(N * M),N是最小的集合元素个数,M是最大的集合元素个数

返回值:交集的元素个数

SUNION

获取给定 set 的并集中的元素

语法:

SUNION key [key ...]

时间复杂度:O(N),N为给定所有集合的总的元素个数

返回值:并集的元素

SUNIONSTORE

获取给定 set 的并集中的元素并保存到目标 set 中

语法:

SUNIONSTORE destination key [key ...]

时间复杂度:O(N),N为给定所有集合的总的元素个数

返回值:并集的元素个数

SDIFF

获取给定 set 的差集中的元素

语法:

SDIFF key [key ...]

时间复杂度:O(N),N为给定的所有集合的总的元素个数

返回值:差集的元素

SDIFFSTORE

获取给定 set 的差集中的元素并保存到目标 set 中

语法:

SDIFFSTORE destination key [key ...]

时间复杂度:O(N),N为给定的所有集合的总的元素个数

返回值:差集的元素个数

1.4 内部编码

集合类型的内部编码有两种:

1)intset(整数集合):当集合中的元素都是整数并且元素格式小于 set-max-intset-entries 配置(默认512个)时,Redis会选用 intset 来作为集合的内部实现,从而减少内存的使用

2)hashtable(哈希表):当集合类型无法满足 intset 的条件时,Redis会使用hashtable作为集合的内部实现

当元素个数较少并且都为整数时,内部编码为 intset:

当元素不是整数时,内部编码为 hashtable:

1.5 使用场景

1)标签

集合类型比较典型的使用场景是标签,例如A用户对娱乐、体育感兴趣,B用户对游戏、综艺感兴趣,这些兴趣点可以被抽象成标签

给用户添加标签

sadd user:1:tags tag1 tag2 tag5
sadd user:2:tags tag2 tag3 tag5
...
sadd user:k:tags tag1 tag2 tag4

给标签添加用户

sadd tag1:users user:1 user:3
sadd tag2:users user:1 user:2 user:3
...
sadd tagk:users user:1 user:4 user:9 user:28

删除用户下的标签 

srem user:1:tags tag1 tag5
...

删除标签下的用户

srem tag1:users user:1
srem tag5:users user:1
...

计算用户的共同兴趣标签

sinter user:1:tags user:2:tags

2)使用 set 计算用户之间的共同好友

对两个用户的好友总数取交集

3)使用 set 统计 UV

PV:表示用户每次访问服务器,都会产生一个PV

UV:表示每个用户访问服务器,都会产生一个UV,但是同一个用户多次访问,不会增加UV

2.Zset类型

2.1 Zset有序集合

有序集合中可以存在重复的元素,与集合不同的是,有序集合中的每个元素都有一个唯一的浮点类型的分数(score)与之关联,使得有序集合中的元素是可以维护有序性的,在进行排序的时候就是根据分数(score)的大小来说进行升序/降序排序

列表、集合、有序集合三者的异同点

2.2 普通命令

ZADD

添加或者更新指定元素以及关联的分数到zset中,分数应该符合double类型

NX:用于添加新元素,不会更新已经存在的元素

XX: 用于更新已经存在的元素,不会添加新元素

CH:默认情况下,ZADD返回的是本次添加元素的个数,指定这个选项之后,就会包含本次更新元素的个数

INCR:将元素的分数加上指定的分数,此时只能指定一个元素和分数

语法:

ZADD key [NX | XX] [GT | LT] [CH] [INCR] score member [score member
...]

时间复杂度:O(logN)

返回值:本次添加成功的元素个数

注意:hash、set、list很多时候添加一个元素的时间复杂度都是O(1),由于zset是有序结构,它要为新添加的元素取寻找合适的位置,之所以是logN不是N,是因为zset内部的数据结构是跳表

实际上zset内部就是按照升序的方式来排序的,如果两个元素的分数相同,就按照字符串的字典序来进行排序

如果修改了分数,影响了之前的顺序,就会自动移动元素位置,保持升序的顺序不变,此处只修改没有添加返回值就是0

添加新的元素,此处的返回值就是1

加上ch这个选项,更新元素之后,返回值就是更新元素的个数

给元素加上指定的分数,返回值就是最终的分数,只能指定一个元素和分数

ZCARD

获取一个zset中元素的个数

语法:

ZCARD key

时间复杂度:O(1)

返回值:zset内的元素个数

ZCOUNT

返回分数在 min 和 max 之间的元素个数,默认情况下,min 和 max 都是包含,可以通过 ( 排除

语法:

ZCOUNT key min max

时间复杂度:O(logN)

zcount先根据 min 找到对应的元素, 再根据 max 找到对应的元素,zset 会记录每个元素当前的次序,查询到元素,就知道了元素的次序,然后直接把 max 对应的元素和 min 对应的元素次序做减法

返回值:满足条件的元素列表个数

包含 50 和 77

排除 50 和 77

ZRANGE

返回指定区间的元素,分数按照升序,加上 WITHSCORES 可以把分数也返回

语法:

ZRANGE key start stop [WITHSCORES]

时间复杂度:O(logN + M)

此处要根据次序(下标)找到边界值,时间复杂度就是zcount的时间复杂度O(logN),而 M 是 start  和 stop之间的元素个数

返回值:区间内的元素列表 

ZREVRANGE

返回指定区间的元素,分数按照降序

语法:

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

时间复杂度:O(logN)

返回值:区间内的元素列表 

ZRANGEBYSCORE

返回分数在 min 和 max 之间的元素,默认情况 min 和 max 都是包含的,可以通过 ( 排除

语法:

ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]

时间复杂度:O(logN + M)

返回值:区间内的元素列表

ZPOPMAX

删除并返回分数最高的 count 个元素 

语法:

ZPOPMAX key [count]

时间复杂度:O(logN * M)

N 是有序集合的元素个数,M 是要删除元素的个数,count 不写表示删除一个,写几就删除几个

返回值:分数和元素列表

BZPOPMAX

ZPOPMAX 的阻塞版本 

语法:

BZPOPMAX key [key ...] timeout

时间复杂度:O(logN)

时间复杂度是 logN,是因为从 key 上面只删除了一次元素

返回值:元素列表

ZPOPMIN

删除并返回分数最低的 count 个元素

语法:

ZPOPMIN key [count]

时间复杂度:O(logN * M)

返回值:分数和元素列表

BZPOPMIN

ZPOPMIN的阻塞版本

语法:

BZPOPMIN key [key ...] timeout

时间复杂度:O(logN)

返回值:元素列表

ZRANK

返回指定元素的排名,升序

语法:

ZRANK key member

时间复杂度:O(logN)

返回值:排名

ZREVRANK

返回指定元素的排名,降序

语法:

ZREVRANK key member

时间复杂度:O(logN)

返回值:排名

ZSCORE

返回指定元素的分数

语法:

ZSCORE key member

时间复杂度:O(1)

返回值:分数

ZREM

删除指定的元素

语法:

ZREM key member [member ...]

时间复杂度:O(logN * M)

N 是整个有序集合中元素个数,M 是 member 的个数

返回值:删除元素的个数

ZREMRANGEBYRANK

按照排序,升序删除指定范围的元素,左闭右闭

语法:

ZREMRANGEBYRANK key start stop

时间复杂度:O(logN + M)

N 是整个有序几个的元素个数,M 是 start - stop 区间中元素的个数,此处只需要进行一次查找

返回值:删除元素的个数

ZREMRANGEBYSCORE

按照分数删除指定范围的元素,左闭右闭

语法:

ZREMRANGEBYSCORE key min max

时间复杂度:O(logN + M)

返回值:删除元素的个数

ZINCRBY

为指定的元素加上指定的分数

语法:

ZINCRBY key increment member

时间复杂度:O(logN)

由于增加后的元素可能会改变原有的位置,此时需要保证有序集合中的元素仍然是升序的,因此时间复杂度为 logN

返回值:增加后元素的分数

2.3 集合间操作

ZINTERSTORE

求出给定有序集合中元素并保存到目标集合中,在合并过程中以元素为单位进行合格,元素对应的分数按照不同的聚合方式和权重重新得到新的分数

语法:

ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight
[weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]

destination:要把结果存储到哪个 key 对应的 zset 中

numkeys:整数,表示有几个 key 参与交集运算 ,前面的命令中不涉及到 numkeys,此处涉及到numkeys是为了明确知道后面的选项从哪开始了(类似面向字节流的粘包问题),如果没有这个整数,就无法知道有几个 key 参与

weight:权重

sum: 求和        min:取最小        max:取最大

时间复杂度:O(N * K) + O(logN * M)

N是输入的有序集合中最小的有序集合的元素个数,K表示几个有序集合,M是最终结果的有序集合的元素个数

返回值:目标集合中的元素个数

对 key1 * 2,key2 * 3之后,再将他们相加,得到最终结果

对 key1 和 key2 求交集,取最小值

对 key1 和 key2 求交集,取最大值 

在有序集合中,member 才是元素的本体,而 score 只是辅助的,因此,在进行求交集时,只要 member相同就行

ZUNIONSTORE

求出给定有序集合中元素的并集并保存到目标有序集合中,在合并的过程中以元素为单位进行合并,元素对应的分数按照不同的聚合方式和权重得到新的分数

语法:

ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight
[weight ...]] [AGGREGATE <SUM | MIN | MAX>]

时间复杂度:O(N) + O(logN * M)

N是输入的有序集合总的元素个数,M是最终结果的有序集合的元素个数

返回值:目标集合中的元素个数

2.4 内部编码

 1)当元素个数较少且每个元素较小时,内部编码为 ziplist:

2)当元素个数超过128个,内部编码为 skiplist:

127.0.0.1:6379> ZADD key2 10 kkkkkk......

2.5 使用场景

1)添加用户赞数

例如 A 用户发布了一篇文章,获得了 3 个赞,此时就可以使用有序集合中的 ZADD 和 ZINCRBY

zadd user:ranking 3 A

后续再获得赞数,可以使用 ZINCRBY 了

zincrby user:ranking 1 A

2)取消用户赞数

如果用户注销,此时就可以把用户从榜单上删除,可以使用 ZREM

zrem user:ranking A

3) 展示用户信息以及用户分数

例如将用户的信息(姓名、年龄)保存再哈希类型中,先获取用户的 name ,再根据 name 去查用户的分数和排名

存储用户的信息

HSET user:info name A age 19

获取用户的信息

HGETALL user:info

此时就获取到了用户的 name 和 age,再根据 name 去查询用户的分数和排名

ZSCORE user:ranking A

ZRANK user:ranking A

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