redis—List列表-编程知识

前言

1.常见命令

2.使用场景

前言

列表类型是用来存储多个有序的字符串，如图2-19所示，a、b、C、d、e五个元素从左到右组成
了一个有序的列表，列表中的每个字符串称为元素(element) ，一个列表最多可以存储2^32 - 1 个元素。在Redis中，可以对列表两端插入(push) 和弹出(pop) ，还可以获取指定范围的元素列表、
获取指定索引下标的元素等(如图2-19和图2-20所示)。列表是一种比较灵活的数据结构，它可以
充当栈和队列的角色，在实际开发上有很多应用场景。
图2-19列表两端插入和弹出操作

图2-20列表的获取、删除等操作

列表类型的特点:
第一、列表中的元素是有序的,这意味着可以通过索引下标获取某个元素或者某个范围的元素列表,
例如要获取图2-20的第5个元素，可以执行lindex user:1:messages 4或者倒数第1个元素，lindex
user:1:messages -1就可以得到元素e。
第二、区分获取和删除的区别，例如图2-20中的lrem 1 b是从列表中把从左数遇到的前1个b元素删
除，这个操作会导致列表的长度从5变成4;但是执行lindex 4只会获取元素，但列表长度是不会变化
的。
第三、列表中的元素是允许重复的，例如图2-21中的列表中是包含了两个a元素的。

图2-21列表中允许有重复元素

1.常见命令

LPUSH
将一个或者多个元素从左侧放入(头插)到list中。
语法:

LPUSH key element [element ...]

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度:只插入一个元素为0(1), 插入多个元素为O(N), N为插入元素个数.
返回值:插入后list的长度。
示例:

redis> LPUSH mylist "world"
(integer) 1
redis> LPUSH mylist "hello"
(integer) 2
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "hello"
2) "world"

LPUSHX
在key存在时，将-个或者多个元素从左侧放入(头插)到list中。不存在，直接返回
语法:

LPUSHX key element [element ...]

命令有效版本: 2.0.0之后
时间复杂度:只插入一个元素为0(1), 插入多个元素为0(N), N为插入元素个数.
返回值:插入后list的长度。
示例:

redis> LPUSH mylist "World"
(integer) 1
redis> LPUSHX mylist "Hello"
(integer) 2
redis> LPUSHX myotherlist "Hello"
(integer) 0
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "Hello"
2) "World"
redis> LRANGE myotherlist 0 -1
(empty array)

RPUSH
将一个或者多个元素从右侧放入(尾插)到list 中。
语法:

RPUSH key element [element ...]

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度:只插入一个元素为0(1), 插入多个元素为O(N), N为插入元素个数.
返回值:插入后list的长度。
示例:

redis> RPUSH mylist "world"
(integer) 1
redis> RPUSH mylist "hello"
(integer) 2
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "world"
2) "hello"

RPUSHX
在key存在时,将一个或者多个元素从右侧放入(尾插)到list中。
语法:

RPUSHX key element [element ...]

命令有效版本: 2.0.0之后
时间复杂度:只插入一个元素为0(1),插入多个元素为O(N), N为插入元素个数.
返回值:插入后list的长度。
示例:

redis> RPUSH mylist "World"
(integer) 1
redis> RPUSHX mylist "Hello"
(integer) 2
redis> RPUSHX myotherlist "Hello"
(integer) 0
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "World"
2) "Hello"
redis> LRANGE myotherlist 0 -1
(empty array)

LRANGE
获取从start到end区间的所有元素，左闭右闭。
语法:

LRANGE key start stop

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度: O(N)
返回值:指定区间的元素。
示例:

redis> RPUSH mylist "one"
(integer) 1
redis> RPUSH mylist "two"
(integer) 2
redis> RPUSH mylist "three"
(integer) 3
redis> LRANGE mylist 0 0
1) "one"
redis> LRANGE mylist -3 2
1) "one"
2) "two"
3) "three"
redis> LRANGE mylist -100 100
1) "one"
2) "two"
3) "three"
redis> LRANGE mylist 5 10
(empty array)

LPOP
从list左侧取出元素(即头删)。
语法:

LPOP key

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度: O(1)
返回值:取出的元素或者nilo
示例:

redis> RPUSH mylist "one" "two" "three" "four" "five"
(integer) 5
redis> LPOP mylist
"one"
redis> LPOP mylist
"two"
redis> LPOP mylist
"three"
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "four"
2) "five"

RPOP
从list右侧取出元素(即尾删)。
语法:

RPOP key

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度: 0(1)
返回值:取出的元素或者nil。
示例:

redis> RPUSH mylist "one" "two" "three" "four" "five"
(integer) 5
redis> RPOP mylist
"five"
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "one"
2) "two"
3) "three"
4) "four"

LINDEX
获取从左数第index位置的元素。
语法:

LINDEX key index

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度: O(N)
返回值:取出的元素或者nil。
示例:

redis> LPUSH mylist "World"
(integer) 1
redis> LPUSH mylist "Hello"
(integer) 2
redis> LINDEX mylist 0
"Hello"
redis> LINDEX mylist -1
"World"
redis> LINDEX mylist 3
(nil)

LINSERT
在特定位置插入元素。
语法:

LINSERT key <BEFORE | AFTER> pivot element

命令有效版本: 2.2.0之后
时间复杂度: O(N)
返回值:插入后的list长度。
示例:

redis> RPUSH mylist "Hello"
(integer) 1
redis> RPUSH mylist "World"
(integer) 2
redis> LINSERT mylist BEFORE "World" "There"
(integer) 3
redis> LRANGE mylist 0 -1
1) "Hello"
2) "There"
3) "World"

LLEN
获取list长度。
语法:

LLEN key

命令有效版本: 1.0.0之后
时间复杂度: 0(1)
返回值: list 的长度。
示例:

redis> LPUSH mylist "World"
(integer) 1
redis> LPUSH mylist "Hello"
(integer) 2
redis> LLEN mylist
(integer) 2

阻塞版本命令
blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本，和对应非阻塞版本的作用基本一致，除了:
●在列表中有元素的情况下，阻塞和非阻塞表现是一致的。但如果列表中没有元素,非阻塞版本会理
解返回nil,但阻塞版本会根据timeout,阻塞一段时间，期间Redis可以执行其他命令，但要求执行该命令的客户端会表现为阻塞状态(如图2-22所示)。
●命令中如果设置了多个键，那么会从左向右进行遍历键，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元
素，命令立即返回。
●如果多个客户端同时多一个键执行pop,则最先执行命令的客户端会得到弹出的元素。
图2-22阻塞版本的blpop和非阻塞版本lpop的区别

BLPOP
LPOP的阻塞版本。
语法:

BLPOP key [key ...] timeout

命令有效版本: 1.0.0 之后
时间复杂度: 0(1)
返回值:取出的元素或者nil。
示例:

redis> EXISTS list1 list2
(integer) 0
redis> RPUSH list1 a b c
(integer) 3
redis> BLPOP list1 list2 0
1) "list1"
2) "a"

BRPOP
RPOP的阻塞版本。.
语法:

BRPOP key [key ...] timeout

命令有效版本: 1.0.0 之后
时间复杂度: 0(1)
返回值:取出的元素或者nil。
示例:

redis> DEL list1 list2
(integer) 0
redis> RPUSH list1 a b c
(integer) 3
redis> BRPOP list1 list2 0
1) "list1"
2) "c"

命令小结
有关列表的命令已经介绍完毕，表2-5是这些命令的作用和时间复杂度,开发人员可以参考。

内部编码
列表类型的内部编码有两种:
●ziplist (压缩列表) : 当列表的元素个数小于list-max-ziplist-entries配置(默认512个)，同时
列表中每个元素的长度都小于list-max-ziplist-value配置(默认64字节)时，Redis 会选用
ziplist来作为列表的内部编码实现来减少内存消耗。
●linkedlist (链表) :当列表类型无法满足ziplist的条件时，Redis会使用linkedlist 作为列表的内
部实现。
1)当元素个数较少且没有大元素时，内部编码为ziplist:

127.0.0.1:6379> rpush listkey e1 e2 e3
OK
127.0.0.1:6379> object encoding listkey
"ziplist"

2)当元素个数超过512时，内部编码为linkedlist:

127.0.0.1:6379> rpush listkey e1 e2 e3 ... 省略 e512 e513
OK
127.0.0.1:6379> object encoding listkey
"linkedlist"

3)当某个元素的长度超过64字节时，内部编码为linkedlist:

127.0.0.1:6379> rpush listkey "one string is bigger than 64 bytes ... 省略 ..."
OK
127.0.0.1:6379> object encoding listkey
"linkedlist"

2.使用场景

消息队列
如图2-22所示，Redis 可以使用lpush + brpop命令组合实现经典的阻塞式生产者消费者模型队列，
生产者客户端使用lpush从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用brpop命令阻塞式地从队列中
"争抢"队首元素。通过多个客户端来保证消费的负载均衡和高可用性。

分频道的消息队列
如图2-23所示，Redis 同样使用lpush + brpop命令，但通过不同的键模拟频道的概念，不同的消费
者可以通过brpop不同的键值，实现订阅不同频道的理念。
图2-23 Redis分频道阻塞消息队列模型

微博Timeline
每个用户都有属于自己的Timeline (微博列表)，现需要分页展示文章列表。此时可以考虑使用
列表，因为列表不但是有序的，同时支持按照索引|范围获取元素。
1)每篇微博使用哈希结构存储，例如微博中3个属性: title、 timestamp、 content:

hmset mblog:1 title xx timestamp 1476536196 content xxxxx
...
hmset mblog:n title xx timestamp 1476536196 content xxxxx

2)向用户Timeline添加微博，user:<uid>:mblogs 作为微博的键:

lpush user:1:mblogs mblog:1 mblog:3
...
lpush user:k:mblogs mblog:9

3)分页获取用户的Timeline,例如获取用户1的前10篇微博:

keylist = lrange user:1:mblogs 0 9
for key in keylist {hgetall key
}

此方案在实际中可能存在两个问题:
1. 1 + n问题。即如果每次分页获取的微博个数较多，需要执行多次hgetall操作,此时可以考虑使用
pipeline (流水线)模式批量提交命令，或者微博不采用哈希类型，而是使用序列化的字符串类型，使用mget获取。
2.分裂获取文章时，lrange 在列表两端表现较好，获取列表中间的元素表现较差，此时可以考虑将列表做拆分。

选择列表类型时，请参考:
同侧存取(lpush + lpop或者rpush + rpop)为栈
异侧存取(Ipush + rpop或者rpush + lpop)为队列