redis中的zset类型和常用命令详解

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zset

Redis 中的 zset（Sorted Set，有序集合）是一种结合了 集合（Set） 和 有序列表（List） 特性的数据结构。它允许你存储一组唯一的成员（类似 Set），但每个成员会关联一个 分数（score），并根据分数对成员进行排序（类似 List）。这使得 zset 非常适合需要按特定顺序快速访问数据的场景。

适用于需要按特定顺序快速访问数据的场景。

注:

zset 的成员是唯一的, 但分数可以重复

成员默认按分数升序排列（从小到大），也可以通过命令按降序访问。

支持快速插入、删除、范围查询和排名查询，时间复杂度通常为 O(log N)。

分数的定义:

分数的数据类型为双精度浮点数的字符串类型。
+inf 和 -inf:

正无穷( -inf) 和负无穷( -inf) 是合法值, 用于表示极端分数。
- +inf: 成员会被排序到 zset 的末尾。
- -inf: 成员会被排序到 zset 的开头。
若提供的 score 无法解析为合法浮点数, 则报错。

格式:

KEY: [zset_name]
VALUE: 
  member1 → score1
  member2 → score2
  ...

底层实现

ziplist(压缩列表): 当成员数量较少, 且占用内存少时使用, 可以有效节省内存。

成员数量 ≤ zset-max-ziplist-entries（默认 128）。
成员值的字节大小 ≤ zset-max-ziplist-value（默认 64 字节）。
存储格式：
- 成员（member）和分数（score）交替存储，按分数升序排列。

skiplist(跳跃表 + 哈希表): 当成员数量较多时使用, 跳跃表支持高校范围查询, 哈希表支持快速成员查找。

当成员数量或体积超过 ziplist 限制时，自动转换为跳跃表。

跳跃表（Skip List）：
- 按分数排序，支持快速范围查询（如 ZRANGE）。
- 每个节点包含成员和分数，并维护多层指针，实现 O(log N) 的查询效率。
哈希表（Dict）：
- 存储 member -> score 的映射，支持 O(1) 时间复杂度的 ZSCORE 操作。

常用命令:

1. ZADD

向zset中添加一个或多个成员，或更新已存在成员的分数score。如果 key不存在，则创建一个新的zset。

语法:

ZADD key [NX | XX] [GT | LT] [CH] [INCR] score member [score member ...]

参数:

NX: 仅添加新成员, 不更新已存在的成员。
XX: 仅更新已存在成员, 不添加新成员
LT: 仅当新分数 < 当前分数时更新（默认覆盖旧分数）。
GT: 仅当新分数 > 当前分数时更新（默认覆盖旧分数）。
CH: 返回被修改成员的总数: 默认只返回新增成员数, 含新增的更新的成员数。
INCR: 递增模式: 将成员的分数增加到指定值(类似 ZINCRBY)。
- 注意: 此时只能指定一个分数/成员对。
```
ZADD myzset INCR 7 "abc"
# 若原分数为 1，则新分数为 8，返回 "8"
```

注:

NX 和 XX 互斥，不能同时使用。

LT 和 GT 互斥，不能同时使用。
INCR 不能与其他选项（NX、XX、LT、GT）同时使用。

2. ZRANGE

返回 zset 中指定范围内的成员。支持按索引、分数或字典序（lexicographical order）查询，并可通过选项控制排序方向和返回格式。

语法:

ZRANGE key start stop [BYSCORE | BYLEX] [REV] [LIMIT offset count]
  [WITHSCORES]

参数:

BYSCORE: 按分数查询

示例：ZRANGE key 0 100 BYSCORE 返回分数在 [0, 100] 的成员。
BYLEX: 按字典序查询
- 使用 [value（包含）、(value（不包含）指定范围。
  
  示例：ZRANGE key [a [z BYLEX 返回字典序在 a 到 z 之间的成员。
LIMIT offset count
- offset：跳过的结果数量。
- count：返回的最大结果数量。
WITHSCORES: 返回成员和分数交替排列的列表。
REV：按降序排列返回结果。

注意:

性能提示：超大范围查询（如 ZRANGE key 0 -1）可能阻塞服务器，建议使用 LIMIT 分页。
字典序规则：基于成员的二进制字节值排序，区分大小写（如 "a" < "A"）。
分数相同时的排序：若未指定 BYLEX，相同分数成员按字典序升序排列。