redis 系列14 有序集合对象

一. 有序集合概述

　　Redis 有序集合对象和集合对象一样也是string类型元素的集合,且不允许重复的成员。不同的是每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

　　在前面第9章中讲到Redis 数据对象对应不同底层的数据结构，对于有序集合对象 编码可以是ziplist 或者skiplist二种。skiplist编码的底层数据结构可以参考"redis 系列7 数据结构之跳跃表"。ziplist编码的压缩列表结构以后再讲。

　　1.1  ziplist编码

　　　　ziplist编码的有序集合对象使用压缩列表作为底层实现，每个集合元素使用两个紧挨在一起的压缩列表节点来保存，第一个节点保存元素的成员(member)，而第二个元素则保存元素的分值(score)。压缩列表的集合元素按分值从小到大进行排序，分值较小的元素被放置在靠近表头的方向，分值较大的元素则被放置在靠近表尾的方向。

　　　　下例中，使用zadd命令，创建一个有序集合对象作为price键的值。并且该对象使用的编码是ziplist。

    127.0.0.1:6379> zadd price 8.5 apple 5.0 banana
    (integer) 2
    127.0.0.1:6379> object encoding price
    "ziplist"

　　1.2   skiplist编码

　　　　skiplist编码的有序集合对象使用字典和跳跃表作为底层实现，如果一个有序集合包含的元素数量比较多，又或者有序集合中元素的成员是比较长的字符串时，Redis就会使用跳跃表来作为有序集合键的底层实现。

　　　　下例中，还是使用zadd命令，创建一个有序集合对象作为store键的值。并且该对象使用的编码是skiplist。

    127.0.0.1:6379> zadd store 1.0 
   "long_long_long_long_long_long_long_long_long_long_long_long..." -- 省去了字符，大于64字节
   127.0.0.1:6379> object encoding store
   "skiplist"

　　1.3 编码的转换

　　　　当有序集合可以同时满足以下两个条件时，对象使用ziplist编码：

　　　　　　(1) 有序集合保存的元素数量小于128个。

　　　　　　(2) 有序集合的所有元素成员的长度都小于64字节。

    127.0.0.1:6379> config get zset-max-ziplist-value
    1) "zset-max-ziplist-value"
    2) "64"
    127.0.0.1:6379> config get zset-max-ziplist-entries
    1) "zset-max-ziplist-entries"
    2) "128"

　　

二. 有序集合对象命令实现

-- Zadd 命令用于将一个或多个成员元素及其分数值加入到有序集当中。返回被成功添加的新成员的数量，不包括那些被更新的、已经存在的成员。
        127.0.0.1:6379> zadd price 8.5 apple 5.0 banana
        (integer) 2

-- Zcard 命令用于计算集合中元素的数量。
        127.0.0.1:6379> zcard price
        (integer) 2

--  Zcount 命令用于计算有序集合中指定分数区间的成员数量
        127.0.0.1:6379> zrange price 0 -1 withscores
        1) "banana"
        2) "5"
        3) "pear"
        4) "6"
        5) "apple"
        6) "8.5"
           127.0.0.1:6379> zcount price 5.0 7.0   -- 取scores值范围
        (integer) 2
    
-- Zincrby 命令对有序集合中指定成员的分数加上增量 increment, 可以通过传递一个负数值 increment ，让分数减去相应的值。
        127.0.0.1:6379> zrange price 0 -1 withscores
        1) "pear"
        2) "6"
        127.0.0.1:6379> zincrby price 2.5  pear  -- 添加2.5元
        "8.5"

-- Zinterstore 命令计算给定的一个或多个有序集的交集，其中给定 key 的数量必须以 numkeys 参数指定，并将该交集(结果集)储存到 destination 。结果集中分数值是成员分数值之和。
        127.0.0.1:6379> ZADD mid_test 70 "Li Lei"       --第一个key  mid_test
        (integer) 1
        127.0.0.1:6379> ZADD mid_test 70 "Han Meimei"
        (integer) 1   
        127.0.0.1:6379> ZADD fin_test 88 "Li Lei"        -- 第二个key  fin_test
        (integer) 1
        127.0.0.1:6379> ZADD fin_test 75 "Han Meimei"
        (integer) 1
        127.0.0.1:6379> zinterstore sum_point 2 mid_test fin_test  -- sum_point是destination，2是二个key
        (integer) 2
        127.0.0.1:6379> zrange sum_point 0 -1 withscores  --分数值之和
        1) "Han Meimei"
        2) "145"
        3) "Li Lei"
        4) "158"

--Zlexcount 命令在计算有序集合中指定字典区间内成员数量.
        127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 a 2 b 3 c 4 d 5 e 6 f 7 g
        (integer) 7
        127.0.0.1:6379> zlexcount myzset  [c  [g   --获取c 到g 的区间数量
        (integer) 5

-- Zrange 返回有序集中，指定区间内的成员，其中成员的位置按分数值递增(从小到大)来排序。
        127.0.0.1:6379> zrange price 0 -1 withscores
        1) "banana"
        2) "5"
        3) "pear"
        4) "6"
        5) "apple"
        6) "8.5"

-- Zrangebylex 通过字典区间返回有序集合的成员。
    127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 a 2 b 3 c 4 d 5 e 6 f 7 g
    (integer) 7
    127.0.0.1:6379> zrangebylex myzset [c [g
    1) "c"
    2) "d"
    3) "e"
    4) "f"
    5) "g"

-- Zrangebyscore 返回有序集合中指定分数区间的成员列表。有序集成员按分数值递增(从小到大)次序排列。更多用法见官方文档
    127.0.0.1:6379> ZADD salary 2500 jack 
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> ZADD salary 5000 tom
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379>  ZADD salary 12000 peter
    (integer) 1
    127.0.0.1:6379> zrangebyscore salary 2000 6000 withscores  --返回工资范围
    1) "jack"
    2) "2500"
    3) "tom"
    4) "5000"
    127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE salary -inf 5000 WITHSCORES --返回工资小于5000范围
    1) "jack"
    2) "2500"
    3) "tom"
    4) "5000"

--Zrank 返回有序集中指定成员的排名。其中有序集成员按分数值递增(从小到大)顺序排列。下面是jack 分值排名0位,  peter分值排名2位。
    127.0.0.1:6379> zrank salary jack
    (integer) 0   -- 2500
    127.0.0.1:6379> zrank salary peter
    (integer) 2  -- 12000

-- Zrem 命令用于移除有序集中的一个或多个成员，不存在的成员将被忽略。
    127.0.0.1:6379> ZRANGE salary 0 -1 WITHSCORES 
    1) "jack"
    2) "2500"
    3) "tom"
    4) "5000"
    5) "peter"
    6) "12000"
    127.0.0.1:6379> zrem salary jack  --移除jack成员成功
    (integer) 1

--Zremrangebylex 命令用于移除有序集合中给定的字典区间的所有成员。
    127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
    1) "a"
    2) "b"
    3) "c"
    4) "d"
    5) "e"
    6) "f"
    7) "g"
    127.0.0.1:6379> zremrangebylex myzset [a [c  --移除了a到c的成员数据
    (integer) 3
  
 --Zremrangebyrank 命令用于移除有序集中，指定排名(rank)区间内的所有成员.
    127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
    1) "tom"
    2) "peter"
    127.0.0.1:6379> zremrangebyrank salary 0 0  --移除了分值排名为0的成员
    (integer) 1   --称除了tom 成员分值排0,  peter分值排1
    127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
    1) "peter"   

-- Zremrangebyscore 命令用于移除有序集中，指定分数（score）区间内的所有成员。
    127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1
    1) "peter"
    127.0.0.1:6379> zremrangebyscore salary 10000 13000  --移除分值的范围,peter分值为12000
    (integer) 1    

--Zrevrange 命令返回有序集中，指定区间内的成员,分数值 (从大到小)来排列. 与zrange命令一样，分值排列相反。
    127.0.0.1:6379> zrevrange salary 0 -1 withscores
    1) "peter"
    2) "12000"
    3) "tom"
    4) "5000"
    5) "jack"
    6) "2500"

-- Zrevrangebyscore 返回有序集中指定分数区间内的所有的成员。有序集成员按分数值 (从大到小)的次序排列。
    127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore salary 6000 2000  withscores  --返回分值范围
    1) "tom"
    2) "5000"
    3) "jack"
    4) "2500"

-- Zrevrank 命令返回有序集中成员的排名。其中有序集成员按分数值(从大到小)排序
    127.0.0.1:6379> zrevrank salary tom
    (integer) 1  --tom工资排名第二
    127.0.0.1:6379> zrevrank salary peter
    (integer) 0  --peter工资排名第一

-- Zscore 命令返回有序集中，成员的分数值。
    127.0.0.1:6379> zscore salary peter
    "12000"

--Zunionstore 命令计算给定的一个或多个有序集的并集，其中给定 key 的数量必须以 numkeys 参数指定，并将该并集(结果集)储存到 destination 。
    127.0.0.1:6379> zrange salary 0 -1 withscores  --第一个key
    1) "jack"
    2) "2500"
    3) "tom"
    4) "5000"
    5) "peter"
    6) "12000"
    127.0.0.1:6379> zrange salary2 0 -1 withscores  --第二个key
    1) "tom"
    2) "500"
    3) "jack"
    4) "1000"
    127.0.0.1:6379> zunionstore salaries 2 salary salary2  --合并到salaries的key中
    (integer) 3
    127.0.0.1:6379> zrange salaries 0 -1 withscores
    1) "jack"
    2) "3500"
    3) "tom"
    4) "5500"
    5) "peter"
    6) "12000"