redis基本数据类型之zset

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#redis #缓存 #数据库

于 2022-10-15 13:27:57 首次发布
本文介绍Redis中的Sorted Set(ZSet)数据类型，包括其概念、基本操作及应用场景。ZSet不仅支持成员元素的存储，还允许通过分数(score)进行排序，非常适合用于实现排行榜、限时操作等功能。

redis基本数据类型之zset

1.sorted_set类型概念

  • 新的存储需求：根据排序有利于数据的有效显示，需要提供一种可以排序的存储方式（sorted_set底层基于跳跃表）
  • 需要的存储结构：新的存储模型，可以保存可排序的数据
  • sorted_set类型：在set的存储结构基础上添加可排序字段
  • 在hash数据类型存储空间的基础上，增加了一列score，sorted_set使用score进行排序，同样的field存数据，value依然不存数据

在这里插入图片描述

2.sorted_set 类型数据的基本操作

	添加数据
		zadd key score1 member1 [score2 member2]
	获取全部数据  ##加withscores获取的时候会带上分数
		zrange key start stop [WITHSCORES] ##由小到大 
		zrevrange key srart stop [WITHSECORES] #由大到小
	删除数据
		zrem key member 
	按条件获取数据 [limit] #与mysql同样用法(左闭右开)
		zrangebyscores key min max [WITHSCORES] [LIMIT]
		zrevrangescores key min max [WITHSCORES] [LIMIT]
	条件删除数据
		zremrangebyrank key start stop
		zremrangebyscores key min max
	获取集合数据总量
		scard key
		zcount key min max
	集合的交，并操作
		sinterstore detination numberkeys key [key]
		sunionstore detination numberkeys key [key]

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注意

  • min与max用于限定搜索查询的条件
  • start与stop用于限定查询范围，作用于索引，表示开始和结束索引
  • offset与count用于限定查询范围，作用于查询结果，表示开始位置和数据总量

3.sorted_set类型数据的扩展操作

业务场景1：排行榜

  • 票选广东十大杰出青年，各类综艺选秀海选投票
  • 各类资源网站TOP10（电影，歌曲，文档，电商，游戏等）
  • 聊天室活跃度统计
  • 游戏好友亲密度
    在这里插入图片描述
    解决方案
		获取数据对应的索引
			zrank key mumber
			zrevrank member
		score值的获取与修改
			zscore key member
			zincrby key increment member
## 可以通过传递一个负数值 increment ，让分数减去相应的值，比如 ZINCRBY key -5 member ，就是让 member 的 score 值减去 5 。当 key 不存在，或分数不是 key 的成员时， ZINCRBY key increment member 等同于 ZADD key increment member 。
当 key 不是有序集类型时，返回一个错误

业务场景2：限时操作

在这里插入图片描述

解决方案

  • 对于基于时间线限定的任务处理，将处理时间记录为score，利用排序功能区分处理的先后顺序
  • 为提升sorted_set的性能，通常将任务根据特征存储成若干个sorted_set。例如1小时内，1天内，年度等，操作时逐渐提升，将即将操作的若干个任务纳入到1小时内处理队列中

业务场景3：任务/消息权重设定应用

任务/权重设定应用
当任务或者消息待处理，形成了任务队列或者消息队列时，对于高优先级的任务要保障对其优先处理，如何实现？
解决方案

- 对于带有权重任务，优先处理权重高的任务，采用score记录权重即可

4.sorted_set 类型的数据操作注意事项

  • score 保存的数据存储空间是64位，如果是整数范围是-9007199254740992~9007199254740992
  • score保存的数据也可以是一个双精度的double值，基于双精度浮点数的特征，可能会丢失精度，使用时侯要慎重
  • sorted_set底层存储还是基于set结构的，因此元素（field）不能重复，如果重复添加相同的数据，score值将被覆盖，保留最后一次修改的结果
【Redis7】10大数据类型之Zset类型
云泽野の编程日记
05-08 2081
Redis的Zset（Sorted Set，有序集合）是一种特殊的数据结构，它结合了集合（Set）和排序功能。在Zset中，每个成员（member）都关联一个唯一的分数（score），这个分数用于对集合中的成员进行排序。因此，Zset中的元素不仅像Set那样不允许重复，还能够根据score的值进行排序。:从键名列表中的第一个非空排序集中弹出一个或多个元素，它们是成员分数对。:用于获取有序集合中某个成员的分数（score）值。：返回Zset中score值在给定范围内的成员数量。：返回Zset中成员的数量。
Redis数据类型--ZSet类型详解及应用
weixin_42118323的博客
02-28 1949
概述：ZSet集合是一种有序不重复的数据结构，对比Set集合多了一个排序属性（分数：score），集合的元素按分数递增的顺序排序，分数相同则按字典顺序排序，这里的不重复指的是成员不重复，分数可以重复。Redis无论什么数据类型，存储的时候都是以键值对key-value形势存储，并且所有的key都是String类型，本文讨论的数据类型是value的数据类型。skiplist是一种可以快速查找的有序数据结构，其本质还是链表，它通过维护多级索引来实现快速查找，跳表的查找复杂度就是 O(logN)。
redis的zset score是什么
weixin_35752233的博客
12-21 1991
Redis的zset(有序集合)中的score是每个成员的分数。zset中的每个成员都有一个关联的分数，这个分数可以用来排序。例如，如果你想要按分数从大到小的顺序排序zset的成员，可以使用Redis的ZREVRANGE命令。 例如，你可以使用以下命令在zset中添加一个名为"Bob"的成员，并将其分数设置为10： ZADD myzset 10 Bob 然后你可以使用以下命令查看"Bob"成员的...
Redis数据结构之Zset
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一、zset数据结构 相比于set，sorted set 增加了一个权重参数 score，使得集合中的元素能够按 score 进行有序排列，还可以通过 score 的范围来获取元素的列表。 zset有两种不同的实现，分别是zipList和skipList。 zipList： 满足以下两个条件： [score,value]键值对数量少于128个； 每个元素的长度小于64字节； skipList: 不满足以上两个条件时使用跳表（组合了hash和skipList） hash用来存储value到score的映
redisZset批量存储数据,分页读数据
Joe_elena的博客
12-11 3003
/** * 加入redis缓存 * * @param list 数据 * @param redisCacheKey redisKey */ private void addCacheRedis(List<HashMap<String, Object>> list, String redisCacheKey) { Long t1 = System.currentTimeMillis(); //批量存入redis Set<ZSetOpe.
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09-04 2515
我们之前学习过 set 类型 . 他有两个显著的特点而 list 是要求有序的 , [1 , 2 , 3] 和 [3 , 2 , 1] 不是同一个列表 那大家要注意一点 : 我们的有序集合 (Zset) 中的有序和列表 (list) 中的有序不是一个有序 .那 Zset 既然是有序的 , 那它所排序的规则是什么 ? 为了方便描述排序规则 , 我们给 Zset 的 member 中同时引入了一个属性 : score (分数) , 他是浮点类型的 . 每个 member 都会分配一个分数 . 进行排序就按照此处
Redis数据类型-zSet基本使用
java那些事儿
09-09 1544
- 有序且不可重复的集合 - 每个元素都会关联一个 double 类型的分数。正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序 - 类似Java中的数据结构Map，其中Double类型就是给每个value元素赋予一个score(权重) - 集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是 O(1) - 一个集合可以存储 2 ^ 32 - 1 个元素(4，294，967，295)；
6.Redis数据类型（ZSET）
rosemary的博客
08-07 731
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，比如 ZINCRBY key -5 member ，就是让 member 的 score 值减去 5。下标参数 start 和 stop 都以 0 为底，也就是说，以 0 表示有序集第一个成员，以 1 表示有序集第二个成员，以此类推。如果某个成员已经是有序集的成员，那么更新这个成员的分数值，并通过重新插入这个成员元素，来保证该成员在正确的位置上。返回有序集中，成员的分数值。
Redis底层数据结构之ZSet
qq_43456605的博客
03-13 703
skiplist时一种空间换时间的结构，由于链表无法进行二分查找，因此借鉴数据库索引的思想，提取出链表中的关键节点（索引），先在关键节点上查找，再进入下层链表查找，提出多层关键节点，就形成了跳表。：维护成本高，在单链表中，一旦定位好要插入的位置，插入节点的时间复杂度很低的就是O(1)，但是新增或者删除时需要把索引都更新一遍，为了保证数据的有序性，我们需要先找到要操作的位置，这个超找操作就会比较耗时最后在新增和删除过程中的更新，时间复杂度也是O(logn)解决方法：空间换时间，得到了下面的方案。
[redis] zset
浅夜
07-22 450
常用命令 zadd(key, score, member)：向名称为key的zset中添加元素member，score用于排序。如果该元素已经存在，则根据score更新该元素的顺序。 zrem(key, member) ：删除名称为key的zset中的元素member zincrby(key, increment, member) ：如果在名称为key的zset中已经存在元素member，则该元素的score增加increment；否则向集合中添加该元素，其score的值为increment zrank(
使用redis Zset根据score和时间从多个维度进行排序（Zset榜单多维度排序）
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使用redis Zset根据score和时间从多个维度进行排序（Zset榜单多维度排序）
zset中的score_读懂才会用 ： 带你见识 Redis 的 zset
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快餐车本文从代码角度分析Redis 的 zset 结构，希望通过本文掌握如下内容：Redis 中 zset 不是单一结构完成，是跳表和哈希表共同完成跳表的实现原理，跳表升维全靠随机跳表中查找、插入、删除的三个口诀使用场景（简单延时队列、排行榜、简单限流）如果您还不能了然于胸，请继续阅读本文。场景案例假设我们有某个班级所有学生的语文成绩，想统计、查询区间范围、查询单个学生成绩、满足高性能读取这些需求...
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ZSet和Set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ZSet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。ZSet的成员是唯一的，但分数(score)却可以重复。ZSet集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，査找的复杂度都是O(1)。ZSet集合中最大的成员数为2³²-1。
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Redis 有序集合和集合一样也是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。 集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。 集合中最大的成员数为 232 - 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。
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### Redis基本数据类型的底层实现原理 Redis 是一种高性能的键值存储系统，其底层实现依赖于多种数据结构和编码方式，这些设计使得 Redis 在内存使用效率和数据操作性能之间取得了良好的平衡。以下是 Redis 基本数据类型的底层实现详解： #### 1. **String 类型** String 是 Redis 最基础的数据类型，其实现基于两种编码方式：`int` 和 `embstr`/`raw`。 - 当字符串值可以表示为整数时，Redis 使用 `int` 编码来存储该值[^3]。 - 对于较小的字符串（通常小于 44 字节），Redis 使用 `embstr` 编码，这是一种优化后的编码方式，将字符串对象和值合并为一个连续的内存块，减少了内存分配次数[^2]。 - 对于较大的字符串或动态变化的字符串，Redis 使用 `raw` 编码，允许字符串值动态扩展。 ```c // 示例：Redis 中 String 的实现 struct redisObject { unsigned type:4; // 数据类型标识 unsigned encoding:4; // 编码方式 void *ptr; // 指向实际数据的指针 }; ``` #### 2. **List 类型** List 类型在 Redis 中通过双端链表（`linked list`）或压缩列表（`ziplist`）实现。 - 当列表元素较少且每个元素较小时，Redis 使用 `ziplist` 编码以节省内存。 - 当列表元素较多或元素较大时，Redis 转而使用 `linkedlist` 编码，其中每个节点包含一个指向下一个节点的指针[^3]。 ```python # 示例：操作 Redis List 类型 db.ListLeftPush("mylist", "world") # 插入到列表左侧 db.ListRightPush("mylist", "!") # 插入到列表右侧 ``` #### 3. **Hash 类型** Hash 类型用于存储键值对集合，其底层实现基于哈希表（`hashtable`）或压缩列表（`ziplist`）。 - 当 Hash 中的字段和值较少时，Redis 使用 `ziplist` 编码以减少内存开销[^2]。 - 当字段和值增多时，Redis 切换到 `hashtable` 编码，提供更高效的查找和插入性能[^3]。 #### 4. **Set 类型** Set 类型用于存储无序且唯一的元素集合，其底层实现基于整数集合（`intset`）或哈希表（`hashtable`）。 - 如果 Set 中的所有元素都是整数且数量较少，Redis 使用 `intset` 编码，这是一种紧凑的整数集合实现[^2]。 - 如果 Set 包含非整数元素或元素数量较多，Redis 使用 `hashtable` 编码[^3]。 #### 5. **Sorted Set 类型** Sorted Set 是一种有序集合，其底层实现基于跳跃表（`skiplist`）和字典（`dict`）。 - 跳跃表用于按分值排序的快速范围查询。 - 字典用于快速查找特定成员的分值[^2]。 ```c // 示例：Redis 中 Sorted Set 的实现 typedef struct zset { dict *dict; // 用于快速查找成员 zskiplist *zsl; // 用于按分值排序的跳跃表 } zset; ``` ### 总结 Redis 的基本数据类型通过灵活选择不同的编码方式，在内存占用和性能之间实现了良好的权衡。理解这些底层实现有助于开发者更好地优化 Redis 的使用场景[^1]。
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