了解Redis数据结构——链表（linked-list）

链表结构是Redis中的一个常用的结构，他可以存储多个字符串，而且它是有序的，能够存储40多亿个节点。Redis链表是双向的，因此既可以从左到右，也可以从右到左遍历它存储的节点，链表结构如下：

由于它是双向链表，所以它的读性能就会相对丧失，而插入和删除就会显得很便利。它的增删操作与双向链表同。

因为是双向链表结构，所以Redis链表命令分为左操作和右操作两种命令，左操作意味着是从左到右，右操作意味着是从右到左。Redis关于链表的命令如下：

• lpush key node1 [node2…]：把节点node1加入到链表的最左端，如果是node1，node2…noden这样的加入，那么链表的开头从左到右的顺序是noden…，node2，node1。
• rpush key node1 [node2…]：把节点node1加入到链表的最右端，如果是node1，node2…noden这样的加入，那么链表的开头从左到右的顺序是noden1，node2…noden。
• lindex key index：从左往右读取下标为index的节点，返回节点字符串，从0开始算。
• llen key：求链表的长度。返回链表节点数。
• lpop key：删除左边第一个节点，并将其返回。
• rpop key：删除右边第一个节点，并将其返回。
• linsert key before|after pivot node：插入一个节点node，并且可以指定在值为pivot node的结点的前面或者后面。如果list不存在，则报错；如果没有值为对应pivot node，也会插入失败。
• lpushx list node：如果存在key为list的链表，则插入节点node，并且作为从左到右的第一个节点，如果list不存在，则失败。
• rpushx list node：如果存在key为list的链表，则插入节点node，并且作为从右到左的第一个节点，如果list不存在，则失败。
• lrange list start end：获取链表从start下标到end下标的节点数，包含start和end下标的值。
• lrem list count value：如果count为0，则删除所有值为value的节点；如果count不为0，则先对count取绝对值，假设极为abs，然后从左到右删除不大于abs个等于value的节点。
• lset key index node：设置下标为index的节点的值为node。
• ltrim key start stop：修建链表，只保留从start到stop的区间的节点，其余的都删除掉，包含start和end的下标的节点会保留。

但是上述的所有方法都是进程不安全的，因为当我们操作这些命令的时候，其他的Redis的客户端也可能操作同一个链表，这样就会造成并发数据安全和一致性的问题。为了解决这些问题，Redis提供了链表的阻塞命令，它们在运行的时候，会给链表加锁，以保证操作链表的命令安全性。链表的阻塞命令如下：

• blpop key timeout：移出并获取列表的第一个元素，如果链表没有元素会阻塞链表直到等待超时或发现可弹出元素为止。相对于lpop命令，它是安全的。
• brpop key timeout：移出并获取列表的最后一个元素，如果链表没有元素会阻塞链表直到等待超时或发现可弹出元素为止。相对于rpop命令，它是安全的。
• rpoplpush key src dest：按从左到右的顺序，将一个链表的最后一个元素移除，并插入到目标链表的最左边。不能设置超时时间。
• brpoplpush key src dest timeout：按从左到右的顺序，将一个链表的最后一个元素移除，并插入到目标链表的最左边。并可以设置超时时间。

我们在用一个简单的demo来实现这些功能，代码如下：

redisSpring-cfg.xml

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<beans xmlns="http://www.springframework.org/schema/beans"
       xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
       xsi:schemaLocation="http://www.springframework.org/schema/beans http://www.springframework.org/schema/beans/spring-beans.xsd">

    <bean id="poolConfig" class="redis.clients.jedis.JedisPoolConfig">
        <property name="maxIdle" value="50" />
        <property name="maxTotal" value="100" />
        <property name="maxWaitMillis" value="20000" />
    </bean>

    <bean id="stringRedisSerializer" class="org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer" />

    <bean id="connectionFactory" class="org.springframework.data.redis.connection.jedis.JedisConnectionFactory">
        <property name="hostName" value="localhost" />
        <property name="port" value="6379" />
        <property name="password" value="123456" />
        <property name="poolConfig" ref="poolConfig" />
    </bean>

    <bean id="redisTemplate" class="org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate">
        <property name="connectionFactory" ref="connectionFactory" />
        <property name="defaultSerializer" ref="stringRedisSerializer" />
        <property name="keySerializer" ref="stringRedisSerializer" />
        <property name="valueSerializer" ref="stringRedisSerializer" />
    </bean>
</beans>

testList.java

package com.ssm.redis1.test;

import org.springframework.context.ApplicationContext;
import org.springframework.context.support.ClassPathXmlApplicationContext;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisListCommands;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;

import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.util.ArrayList;
import java.util.List;

import static com.sun.xml.internal.messaging.saaj.packaging.mime.util.ASCIIUtility.getBytes;

public class testList {
    public static void main(String[] args){
        ApplicationContext applicationContext=new ClassPathXmlApplicationContext("redisSpring-cfg.xml");
        RedisTemplate redisTemplate=applicationContext.getBean(RedisTemplate.class);
        try {
            //删除链表，以便我们反复测试
            redisTemplate.delete("list");
            //把node3插入链表list
            redisTemplate.opsForList().leftPush("list","node3");
            List<String> nodeList=new ArrayList<String>();
            for(int i=2;i>=1;i--){
                nodeList.add("node"+1);
            }
            //相当于lpush把多个节点从左插入链表
            redisTemplate.opsForList().leftPushAll("list",nodeList);
            //从右边插入一个节点
            redisTemplate.opsForList().rightPush("list","node4");
            //获取下标为0的节点
            String node1=(String)redisTemplate.opsForList().index("list",0);
            //获取链表的长度
            long length=redisTemplate.opsForList().size("list");
            //从左边弹出一个节点
            String lpop=(String)redisTemplate.opsForList().leftPop("list");
            //从右边弹出一个节点
            String rpop=(String)redisTemplate.opsForList().rightPop("list");
            //注意，需要使用更为底层的命令才能操作linsert命令
            //使用linsert命令在node2前插入一个节点
            redisTemplate.getConnectionFactory().getConnection().lInsert(getBytes("utf-8"),
                                                                         RedisListCommands.Position.BEFORE,
                                                                         "node2".getBytes("utf-8"),
                                                                         "before_node".getBytes("utf-8"));

            //使用linsert命令在node2后插入一个节点
            redisTemplate.getConnectionFactory().getConnection().lInsert(getBytes("utf-8"),
                                                                         RedisListCommands.Position.BEFORE,
                                                                         "node2".getBytes("utf-8"),
                                                                         "after_node".getBytes("utf-8"));

            //判断list是否存在，如果存在则从左边插入head节点
            redisTemplate.opsForList().leftPushIfPresent("list","head");
            //判断list是否存在，如果存在则从右边边插入end节点
            redisTemplate.opsForList().rightPushIfPresent("list","end");
            //从左到右，或者下摆哦为0搭配10的节点元素
            List valueList=redisTemplate.opsForList().range("list",0,10);
            nodeList.clear();
            for(int i=1;i<3;i++){
                nodeList.add("node");
            }
            //在链表左边插入三个值为node的节点
            redisTemplate.opsForList().leftPushAll("list",nodeList);
            //从左到右删除至多三个node节点
            redisTemplate.opsForList().remove("list",3,"node");
            //给链表下标为0的节点设置新值
            redisTemplate.opsForList().set("list",0,"new_head_node");
        }catch (UnsupportedEncodingException ex){
            ex.printStackTrace();
        }
        //打印链表数据
        printList(redisTemplate,"list");
    }

    private static void printList(RedisTemplate redisTemplate, String list) {
        //链表长度
        Long size=redisTemplate.opsForList().size(list);
        //获取整个链表的值
        List valueList=redisTemplate.opsForList().range(list,0,size);
        //打印
        System.out.println(valueList);
    }
}

运行结果：