redis（8）有序集合Zset

有序集合Zset

• Redis 有序集合 zset 与普通集合 set 非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。

• 不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分(score)，这个评分(score)被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复了 。

• 因为元素是有序的，所以你也可以很快的根据评分(score)或者次序(position)来获取一个范围的元素。

• 访问有序集合的中间元素也是非常快的，因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

常用命令

• zadd <key><score1><value1><score2><value2> 将一个或多个member元素及其score值加入到有序集key中

• zrange <key><start><stop> [WITHSCORES] 返回有序集key中，下标在 之间的元素，带WITHSCORES，可以让分数一起和值返回到结果集

• zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count] 返回有序集key中，所有score值介于min和max之间(把包括等于min或max)的成员。有序集成员按score值递增(从小到大)次序排列

• zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count] 同上，改为从大到小排列

• zincrby <key> <increment> <value> 为元素的score加上增量

• zrem <key> <value> 删除该集合下，指定值的元素

• zcount <key> <min> <max> 统计该集合，分数区间内的元素个数

• zrank <key> <value> 返回该值在集合中的排名，从0开始

Zset数据结构

SortedSet (zset) 是 Redis 提供的一个非常特别的数据结构，一方面它等价于 Java 的数据结构 Map<String, Double>，可以给每一个元素 value 赋予一个权重 score，另一方面它又类似于 TreeSet，内部的元素会按照权重 score 进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过 score 的范围来获取元素的列表。

zset 底层使用了两个数据结构：

1. hash，hash 的作用就是关联元素 value 和权重 score，保障元素 value 的唯一性，可以通过元素 value 找到相应的 score 值。

2. 跳跃表，跳跃表的目的在于给元素 value 排序，根据 score 的范围获取元素列表。

跳跃表

有序集合在生活中比较常见，例如根据成绩对学生排名，根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现，可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除；平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂；链表查询需要遍历所有效率低。Redis 采用的是跳跃表，跳跃表效率堪比红黑树，实现远比红黑树简单。

对比有序链表和跳跃表，从链表中查询出 51：

有序链表

​ 要查找值为 51 的元素，需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需要 6 次比较。

跳跃表

• 从第 2 层开始，1 节点比 51 节点小，向后比较；

• 21 节点比 51 节点小，继续向后比较，后面就是 NULL 了，所以从 21 节点向下到第 1 层；

• 在第 1 层，41 节点比 51 节点小，继续向后，61 节点比 51 节点大，所以从 41 向下；

• 在第 0 层，51 节点为要查找的节点，节点被找到，共查找 4 次。

从此可以看出跳跃表比有序链表效率要高。