2023.12.27 关于 Redis 数据类型 List 常用命令

目录

List 类型基本概念

List 类型特点

List 操作命令

LPUSH

LPUSHX

RPUSH

RPUSHX

LRANGE

LPOP

RPOP

LINDEX

LINSERT

LREM

LTRIM

LSET

阻塞版本的命令

阻塞版本 和 非阻塞版本的区别

BLPOP & BRPOP


List 类型基本概念

  • Redis 中的列表(list)相当于 数组 或者 顺序表

  • 列表 (list)约定最左侧的元素下标为 0,且支持使用 负数下标

注意:

  • list 内部的编码方式,并非是一个简单的数组,而是类似于 "双端队列"(deque)
  • 这种设计使得 list 两侧均能进行高效的插入删除,且时间复杂度均为 O(1)

List 类型特点

1、列表中的元素都是有序的

  • 有序的含义 要根据上下文进行区分
  • 有的时候谈到有序指的是 升序 或 降序,有的时候谈到有序指的是 顺序很关键
  • 此处列表中的元素都是有序的,指的是 列表中的顺序很关键
  • 即把列表元素位置颠倒、顺序调换,此时得到的 新 list 和 旧 list 是不等价的

注意:

  • 同一个词该如何理解,需要结合上下文、结合具体场景

实例理解

  • 栈/堆(数据结构、操作系统、JVM)
  • 同步(同步和互斥 、 同步和异步)

2、列表中的元素允许重复

  • Redis 中 hash 类型,其 field 不能重复

小总结:

  • Redis 的典型应用场景就是作为消息队列,最早的时候就是通过 list 类型来实现的
  • 但后来 Redis 又提供了 stream 类型来专门针对消息队列

List 操作命令

LPUSH

  • 将 一个 或 多个 元素从左放入到 list 中,相当于头插
  • lpush ——> left push

语法:

lpush key element [element ...]

时间复杂度:

  • O(1)

返回值:

  • 插入后 list 的长度

实例理解

  • 该列表中 元素 4 在最前面,因为 lpush 相当于 头插

注意:

  • 如果当前 key 已存在,且 key 对应的 value 类型不为 list,则 lpush 命令将报错

LPUSHX

  • 当 key 存在时,将一个或多个元素从左侧放入 到 list 中,相当于头插
  • 当 key 不存在时,则直接返回 0 
  • lpushx ——> left push exists

语法:

lpushx key element [element ...]

时间复杂度:

  • O(1)

返回值:

  • 插入后 list 的长度

实例理解


RPUSH

  • 将 一个 或 多个 元素从右侧放入到 list 中,相当于尾插
  • rpush ——> right push

语法:

rpush key element [element ...]

时间复杂度:

  • O(1)

返回值:

  • 插入后 list 的长度

实例理解

  • 该列表中 元素 1 在最前面,因为 rpush 相当于 尾插

RPUSHX

  • 当 key 存在时,将一个或多个元素从右侧放入 到 list 中,相当于尾插
  • 当 key 不存在时,则直接返回 0
  • rpushx ——> right push exists

语法:

rpush key element [element ...]

实例理解


LRANGE

  • 用于查看 list 中指定范围的元素

 语法:

lrange key start stop
  • 此处描述的区间为 闭区间,且下标支持负数

时间复杂度:

  • O(N)

实例理解

注意点一:

  • 此处的序号是专门给结果集使用的序号 和 list 下标无关

  • 可以看到,当我们进行 hash 操作时,也会得到这种带有序号的结果集
  • 此处的序号仅仅是标识下标返回元素的顺序 和 下标无关
  • hash 类型就没有下标的概念

注意点二:

  • 当使用 lrange 命令返回指定范围的元素时
  • 如果提供的下标超出了列表下标范围,这时 lrange 命令会如何处理呢?

答案:

  • 如果给定区间非法,如超出下标
  • lrange 命令将尽可能的获取到给定区间的元素,不会报错!


LPOP

  •  从 list 左侧取出元素,相当于 头删

语法:

lpop key

时间复杂度:

  • O(1)

返回值:

  • 取出的元素或者 nil

实例理解


RPOP

  • 从 list 右侧取出元素,相当于 尾删

语法:

rpop key

时间复杂度:

  • O(1)

返回值:

  • 取出的元素或者 nil

实例理解

注意:

  • 在当前 redis 5 版本中,LPOP 和 RPOP 命令是没有 count 参数的
  • 但 redis 6.2 版本之后,新增了 count 参数,描述了一次要删 count 个元素

小总结:

  • list 是一个双端队列,即两头插入、删除元素均十分高效,时间复杂度为 O(1)
  • 搭配使用 rpush 和 lpop 就相当于 队列
  • 搭配使用 rpush 和 rpop 就相当于 栈

LINDEX

  • 用于获取从左数第 index 位置的元素

语法:

lindex key index

时间复杂度:

  • O(N)
  • 此处 N 指的是 list 中的元素个数

返回值:

  • 如果下标非法,返回 nil 

实例理解


LINSERT

  • 用于在特定位置插入元素

语法:

linsert key <before | after> pivot element

时间复杂度:

  • O(N)
  • 此处的N表示列表的长度

返回值:

  • 插入后 新 list 的长度

实例理解

注意:

  • 万一要插入的列表中 基准值存在多个怎么办?

回答:

  • linsert 在进行插入时,会根据基准值先找到其对应的位置
  • 寻找顺序为从左往右,找到第一个符合基准值的位置打止


LREM

  • 用来删除指定元素

语法:

lrem key count element
  • count 代表要删除的个数,element 代表要删除的值

时间复杂度:

  • O(N+M)
  • N 为列表的长度,M 为要删除元素的个数,此处 M 一般不会很大,可视为O(N)

返回值:

  • 被移除的元素数量

实例理解

  •  如果 count > 0 相当于在列表中从左往右找 删除 count 个 element

  • 如果 count < 0 相当于在列表中从右往左找 删除 count 个 element

  • 如果 count = 0 相当于 删除列表中 所有的 element


LTRIM

  • 用于保留列表中 指定范围的元素,移除范围外的元素

 语法:

ltrim key start stop
  • 保留 [start ,stop] 区间的元素,即区间外面两边的元素就直接被删除了

时间复杂度:

  • O(N)
  • N 为要删除元素的个数

返回值:

  • 命令执行成功则返回 OK

实例理解


LSET

  • 用于根据下标修改对应元素

语法:

lset key index element

时间复杂度:

  • O(N)

返回值:

  • 命令执行成功则返回 OK

实例理解

注意:

  • 相较于 lindex 命令,其能很好的处理下标越界问题,如果下标越界则直接返回 nil
  • 但 lset 命令对于下标越界,其会直接报错
  • 而不会像 JavaScript 语言,动态地扩展列表 并在给定下标位置插入元素

阻塞版本的命令

  • 阻塞:当前的线程 不走了,代码不继续执行了,会在满足一定的条件之后,被唤醒
  • blpop、brpop 这俩个命令是 lpop、rpop 俩个命令的阻塞版本


阻塞版本 和 非阻塞版本的区别

1、如果 list 中存在 元素,blpop、brpop 命令和 lpop、rpop 命令作用完全相同,但如果 list 中为空, blpop 和 brpop 便会产生阻塞,一直阻塞到队列不为空为止

  • brpop 和 blpop 会根据设置的超时时间 timeout 进行阻塞等待,即 执行该命令的 redis 客户端将会阻塞,但在这期间 redis 服务器可以执行其他redis 客户端发来的命令

注意:

  • 使用 brpop、blpop 命令时,需显式地设置阻塞时间
  • 虽然此处的 brpop 和 blpop 看起来好像耗时很久,但 redis 服务器不会产生因此而产生任何负面影响

2、blpop、brpop 命令可设置多个键,将根据设置的键从左向右进行遍历,一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素,命令立即返回

3、如果多个客户端同时对一个键执行 pop 命令,则最先执行命令的客户端将得到弹出元素

注意:

  • 无论 pop 命令是否为阻塞命令,均满足第三条特性

实例理解

  • 此处理解 blpop、brpop 命令和 lpop、rpop 命令 的区别

a、当列表不为空时:

  • lpop user:1:messages 得到 x 元素
  • blpop user:1:messages 得到 x 元素
  • 二者行为一致

b、当列表不为空时,且五秒内无新元素加入

  • lpop user:1:messages 立即得到 nil
  • blpop user:1:messages 5 执行命令 5 秒后得到 nil
  • 二者行为不一致

c、当列表不为空时,且五秒内有新元素加入

  • lpop user:1:messages 立即得到 nil
  • blpop user:1:messages 5 执行命令,直到新元素加入,得到新元素
  • 二者行为不一致

BLPOP & BRPOP

  • LPOP & RPOP 的阻塞版本
  • 前缀 b ——> block (阻塞)

注意:

  • redis 中的 list 也相当于 阻塞队列一样
  • 线程安全是通过单线程模型支持的
  • 阻塞,则只支持 队列为空 的情况,不考虑 队列满

 语法:

blpop key [key ...] timeoutbrpop key [key ...] timeout

重点理解:

  • 此处我们可以指定 一个 key 或 多个 key每个 key 都需对应为 list 类型
  • 如果这些 key 对应的 list 有任何一个非空,blpop & rlpop 命令便会按照指定 key 的顺序进行遍历
  • 直到有一个 key 对应的 list 非空,就将该 list 头或尾 的元素给获取到,并立即返回该元素给客户端
  • 如果这些 key 对应的 list 均为空,此时就会根据设置的 timeout 超时时间,进行阻塞等待,等待其他客户端往这些 key 对应的 list 中插入元素
  • 进而获取到对应 key 的 list,返回该 list 的 头 或 尾 元素给客户端

注意:

  • 此处的 超时时间 timeout,单位为 秒
  • Redis 6 版本之后,允许超时时间设置成 小数,但 Redis 5 版本中超时时间,得为整数

时间复杂度:

  • O(1)

实例理解

1)针对一个 非空的列表进行操作

  • 返回的结果相当于一个 二元组
  • 该返回结果 告诉我们当前元素来自于哪个 key 的同时也告诉了我们弹出的元素值是什么

2)针对一个空的列表进行操作

3)针对多个 key 进行操作


小总结:

  • Redis 可使用 blpop & brpop 命令 作为消息队列
  • 虽然这俩命令可以在一定程度上满足 消息队列 的需求
  • 但整体来说,对于一些复杂的消息处理场景中,这俩命令还是有一定的局限性

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