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Redis中的zset類(lèi)型詳解

更新時(shí)間：2023年08月24日 10:19:09 作者：指揮部在下面

有序集合zset保留了set集合不能有重復(fù)成員的特點(diǎn)，但與set集合不同的是，zset的每個(gè)member都有一個(gè)唯一的浮點(diǎn)數(shù)類(lèi)型的分?jǐn)?shù)score與之關(guān)聯(lián),這篇文章主要介紹了Redis的zset類(lèi)型,需要的朋友可以參考下

什么是zset

有序集合zset保留了set集合不能有重復(fù)成員的特點(diǎn)，但與set集合不同的是，zset的每個(gè)member都有一個(gè)唯一的浮點(diǎn)數(shù)類(lèi)型的分?jǐn)?shù)score與之關(guān)聯(lián)。依據(jù)每個(gè)member的score進(jìn)行排序。結(jié)構(gòu)如下圖所示：

有序集合中的元素是不能重復(fù)的，但分?jǐn)?shù)允許重復(fù)

常用命令

zadd

添加或更新指定元素以及關(guān)聯(lián)的分?jǐn)?shù)到zset中，分?jǐn)?shù)是double類(lèi)型語(yǔ)法： zadd key [nx|xx] [gt|lt] [ch] [incr] score member [score member...]

nx：僅用于添加新元素，不能更新已經(jīng)存在的元素
xx：僅用于更新已經(jīng)存在的元素，不能添加新元素
gt：greater than 只能更新已經(jīng)存在并且分?jǐn)?shù)比現(xiàn)在的分?jǐn)?shù)高的元素，能正常添加元素
lt：less than 只能更新已經(jīng)存在并且分?jǐn)?shù)比現(xiàn)在分?jǐn)?shù)低的元素，能正常添加元素
ch：默認(rèn)情況，zadd返回的是本次添加元素的個(gè)數(shù)，但指定這個(gè)選項(xiàng)后，還會(huì)包含本次更新的元素的個(gè)數(shù)
incr：將元素的分?jǐn)?shù)加上指定的分?jǐn)?shù)，并且只能指定一個(gè)元素和分?jǐn)?shù)

我使用的版本是redis5，在redis5中不支持 gt/lt操作

時(shí)間復(fù)雜度：O（logN)

由于zset是有序結(jié)構(gòu)，要求新增的元素，要放到合適的位置上即找位置的過(guò)程，zset內(nèi)部使用跳表的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，可以達(dá)到O（logN)

:::dangerzset中的member和score不是鍵值對(duì)的關(guān)系，而是“pair”的關(guān)系，可以通過(guò)member找到score,也可以通過(guò)score找到member:::

zrange

查看zset中元素詳情語(yǔ)法： zrange key start stop 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN+M)

首先根據(jù)下標(biāo)找到邊界值，找元素O(logN),從start位置開(kāi)始遍歷到stop位置，O（m)

redis內(nèi)部存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是按照二進(jìn)制存儲(chǔ)，所以redis服務(wù)器不負(fù)責(zé)“字符編碼”，因此需要redis客服端支持

添加 withscores 能查看每個(gè)元素對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)

zset內(nèi)部默認(rèn)是按照升序的方式來(lái)排列的

zrevrange

返回指定區(qū)間元素，分?jǐn)?shù)按降序排列，帶上 withscores 可以將分?jǐn)?shù)加上語(yǔ)法： zrevrange key start stop [withscores] 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN+M)

zcard

查看一共有幾個(gè)元素語(yǔ)法： zcard key 時(shí)間復(fù)雜度：O（1）

zcount

根據(jù)給定分?jǐn)?shù)區(qū)間查找有幾個(gè)元素語(yǔ)法： zcount key min max 閉區(qū)間時(shí)間復(fù)雜度：O（logN)

先根據(jù)min找到對(duì)應(yīng)元素，再根據(jù)max找到對(duì)應(yīng)元素，而查找元素的時(shí)間復(fù)雜度是O（logN),由于zset內(nèi)部記錄每個(gè)元素的“次序”，可以直接把max對(duì)應(yīng)元素的次序減去min對(duì)應(yīng)元素的次序即可，不需要進(jìn)行遍歷。

使用 ( 表示開(kāi)區(qū)間

min和max可以寫(xiě)成浮點(diǎn)數(shù)，浮點(diǎn)數(shù)中inf表示無(wú)窮大，-inf表示負(fù)無(wú)窮大

zrangebyscore

返回分?jǐn)?shù)在min和max之間的元素語(yǔ)法： zrangebyscore key min max [withscores] 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN+M)

在redis6以后該命令被廢棄，將功能合并到zrange中

zpopmax

刪除并返回分?jǐn)?shù)最高的count個(gè)元素，類(lèi)似topk問(wèn)題語(yǔ)法： zpopmax key [count] 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN*M)

刪除M個(gè)元素，查找一個(gè)元素時(shí)間復(fù)雜度為O（logN)

返回值：返回分?jǐn)?shù)和元素列表

bzpopmax

zpopmax的阻塞版本語(yǔ)法： bzpopmax key [key...] timeout 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN)返回值：返回元素列表

zpopmin

刪除并返回分?jǐn)?shù)最低的count個(gè)元素語(yǔ)法： zpopmin key [count] 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN*M)返回值：返回分?jǐn)?shù)和元素列表

bzpopmin

zpopmin的阻塞版本語(yǔ)法： bzpopmin key [key...] timeout 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN)返回值：返回元素列表

zrank

返回指定元素的次序，按升序排語(yǔ)法： zrank key member 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN)返回值：返回對(duì)應(yīng)次序/下標(biāo)

zrevrank

zrank的降序版本語(yǔ)法： zrevrank key member 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN)返回值：返回對(duì)應(yīng)元素次序/下標(biāo)

zscore

返回指定元素的分?jǐn)?shù)語(yǔ)法： zscore key member 時(shí)間復(fù)雜度：O（1）

在前面的命令中根據(jù)member找元素的時(shí)間復(fù)雜度都是O（logN),但是這里redis犧牲空間，換取時(shí)間做了特定的優(yōu)化

zrem

刪除指定元素語(yǔ)法： zrem key member [member...] 返回值：分?jǐn)?shù)

zremrangebyrank

根據(jù)下標(biāo)表示的范圍進(jìn)行刪除，閉區(qū)間語(yǔ)法： zremrangebyrank key start stop 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN+M)

查找位置只需一次即可，然后刪除M個(gè)元素

返回值：返回刪除的個(gè)數(shù)

zremrangebyscore

刪除對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)的元素語(yǔ)法： zremrangebyscore key min max 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN+M)返回值：返回刪除個(gè)數(shù)

zincrby

修改元素的分?jǐn)?shù)，并保持整個(gè)有序集合仍然是升序的語(yǔ)法： zincrby key increment member 時(shí)間復(fù)雜度：O（logN）返回值：增加后元素的分?jǐn)?shù)

zinterstore

將給定有序集合中元素的交集并保持到目標(biāo)有序集合中語(yǔ)法： zinterstore destination numkeys key [key...] [weights weight [weight ...]] [aggregate <sum|min|max>]

destination：把結(jié)果存儲(chǔ)到這個(gè)key
numkeys：整數(shù)，描述后續(xù)有幾個(gè)key參與交集運(yùn)行
weights：權(quán)重，有序集合帶有分?jǐn)?shù)，此處指定的權(quán)重，相當(dāng)于一個(gè)系數(shù)，會(huì)乘于當(dāng)前的分?jǐn)?shù)
aggregate：求并集時(shí)相同的元素的分?jǐn)?shù)是相加/取最小/取最大，默認(rèn)是相加

時(shí)間復(fù)雜度：O(NK)+O(Mlog(M)) -> O(M*logM)

N：輸入若干個(gè)有序集合中，元素最少的個(gè)數(shù)
K：有幾個(gè)有序集合
M：最終有序集合的元素個(gè)數(shù)
k一般不會(huì)太大，可以看作1，N和M接近，同一個(gè)數(shù)量級(jí)。
所以O(shè)（NK)+O(Mlog(M))->O(M)+O(Mlog(M))-> O(MlogM)

c：300.5+102=35
a：100.5+202=45

zunionstore

將給定有序集合中元素的并集并保存進(jìn)目標(biāo)有序集合中語(yǔ)法： zunionstore destination numkeys key [key...] [weights weight [weight...]][aggregate <sum|min|max>] 用法和 zinterstore 一致

內(nèi)部編碼

如果有序集合中的元素個(gè)數(shù)較少，或者各個(gè)元素體積較小使用 ziplist 來(lái)存儲(chǔ)，如果當(dāng)前元素個(gè)數(shù)比較多，或者各個(gè)元素體積非常大使用 skiplist 存儲(chǔ)

應(yīng)用場(chǎng)景

最關(guān)鍵的應(yīng)用場(chǎng)景就是排行榜系統(tǒng)，例如微博熱搜，游戲天梯排行，成績(jī)排行

1.游戲天梯排汗

使用zset將玩家信息和對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)存入即可，就會(huì)自動(dòng)生成一個(gè)排行榜，可以使用 zrevrange 取出前幾名玩家。當(dāng)分?jǐn)?shù)發(fā)生改變，可以使用 zincrby 修改分?jǐn)?shù)，排行順序能自動(dòng)調(diào)整。

2.微博熱搜

微博熱搜需要考慮到瀏覽量，點(diǎn)贊量，轉(zhuǎn)發(fā)量，評(píng)論量等，需要使用權(quán)重 weights ,此時(shí)可以使用 zinterstore/zunionstore 按照加權(quán)的方式處理?？梢詫⒚總€(gè)維度的數(shù)值放到有序集合中， member 就是微博id， score 就是各個(gè)維度的數(shù)值。通過(guò) zinterstore/zunionstore 把上述有序集合按照約定的權(quán)重，進(jìn)行集合間運(yùn)算即可。

到此這篇關(guān)于Redis的zset類(lèi)型的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis zset類(lèi)型內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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