[Redis][List]详细讲解

news2024/9/22 10:34:15

0.前言

列表类型是⽤来存储多个有序的字符串，相当于数组/顺序表
- 内部实现类似于”双端队列“(deque)
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
列表是⼀种⽐较灵活的数据结构，它可以充当栈和队列的⻆⾊，在实际开发上有很多应⽤场景
列表类型的特点：
- 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
- 区分获取和删除的区别：rem是删除，会导致列表的长度改变，index是获取元素，列表长度不会变化
- 列表中的元素是允许重复的，而hash这样的类型，field是不能重复的

功能：将一个或者多个元素从左侧(头插) / 右侧(尾插)放入到list中
- 注意：是按照键入在命令中的顺序，从左向右将命令中的元素插入到list中的
  - 例如：LPUSH key 1 2 3 4，那么最后list呈现的结果为：4 3 2 1
语法：LPUSH/RPUSH key element [element ...]
返回值：插入后list的长度
时间复杂度：只插入一个元素为 $O (1)$ ，插入多个元素为 $O (N)$ ，N为插入元素个数

功能：获取从start到end区间的所有元素，左闭右闭，下标支持负数
语法：LRANGE key start stop
返回值：指定区间的元素
时间复杂度： $O (N)$
注意：Redis会尽可能地获取到给定区间的元素，如果给定区间非法，比如超出下标，就会尽可能地获取到对应的内容
- Redis对于下标越界地处理方式类似于Python的切片操作

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，⾮阻塞版本会立即返回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⼾端会表现为阻塞状态
- 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
- 如果多个客⼾端同时对⼀个键执⾏pop，则最先执⾏命令的客⼾端会得到弹出的元素
阻塞版本的blpop和非阻塞版本lpop的区别：
- 列表不为空时：
- 列表为空时，且5秒内没有新元素加入：
- 列表为空时，且5秒内有新元素加入：

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⻓度都⼩于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

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，⽣产者客⼾端使⽤lpush从列表左侧插⼊元素，多个消费者客⼾端使⽤brpop命令阻塞式地从队列中 "争抢"队⾸元素。通过多个客⼾端来保证消费的负载均衡和⾼可⽤性

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**

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

向⽤⼾Timeline添加微博，user::mblogs作为微博的键：

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

分⻚获取⽤⼾的Timeline，例如获取⽤⼾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+n问题：如果每次分⻚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
- 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