redis：list列表命令和内部编码

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前言

列表类型是用来存储多个有序的字符串，列表中的每个字符串称为元素；列表是一种灵活的数据结构，可以充当栈和队列。

下图为列表两端插入和弹出操作

下图为列表的获取和删除等操作

注意：
约定最左侧元素下标是0；
redis的下标支持负数下标；
list 并非是一个简单的数组，而是更接近于双端队列；

列表类型的特点：

• 列表中的元素是有序的，有序表示元素的顺序很重要。相同元素不同顺序是不同的列表
• 列表中的元素是允许重复的

命令

LPUSH 和 LPUSHX

将一个或者多个元素从左侧(头插)放入到list中

LPUSH key element [element … ]

返回值：插入后list的长度
时间复杂度：O(N)，N为插入元素个数

在key存在时，将一个或者多个元素从左侧放入(头插)到list中。不存在，直接返回

LPUSHX key element [element … ]

返回值：插入后list的长度
时间复杂度：O(N)，N为插入元素个数

注意：
如果key已经存在，并且key对应的value类型，不是list，此时lpush命令就会报错

redis 中所有的这些各种数据类型的操作，都是类似的效果

LRANGE

获取从 start 到 end 区间所有元素，左闭右闭。

LRANGE key start stop

返回值：指定区间的元素
时间复杂度：O(N)

redis并没有提供 rrange 命令

注意：
redis处理下标，是直接尽可能的获取到给定区间的元素；如果给定区间非法，比如超出下标就会尽可能的获取对应的内容。

RPUSH 和 RPUSHX

将一个或者多个元素从右侧放入(尾插)到list中

RPUSH key element [ element … ]

返回值：插入后list的长度
时间复杂度：O(N)，N为插入元素个数

在 key 存在时，将一个或多个元素从右侧放入(尾插)到list中，不存在，直接返回

RPUSHX key element [ element … ]

返回值：插入后list的长度
时间复杂度：O(N)，N为插入元素个数

LPOP 和 RPOP

从list左侧取出元素(头删)

LPOP key

返回值：取出的元素或者nil
时间复杂度：O(1)

从list右侧取出元素(尾删)

RPOP key

返回值：取出的元素或者nil
时间复杂度：O(1)

注意：
redis中的list是一个双端队列，从两头插入/删除元素都是O(1)；搭配使用 rpush 和 lpop 就相当于 队列，搭配使用 rpush 和 rpop 就相当于 栈。

LINDEX

获取从左数第index位置的元素

LINDEX key index

返回值：取出的元素 或者 nil
时间复杂度：O(N)，N为list的长度

LINSERT

在特定位置插入元素

LINSERT key < BEFORE | AFTER> pivot element

返回值：插入后的list长度
时间复杂度：O(N)，N为list的长度

注意：
如果要插入的列表中，基准值存在多个，怎么办？insert进行插入时，要根据基准值，找到对应的位置。从左往右找，找到第一个符合基准值的位置即可。

LLEN

获取 list 长度

LLEN key

返回值：list的长度
时间复杂度：O(1)

LREM

移除list中指定数量的与给定值相等的元素

LREM key count value

返回值：被移除元素的数量
时间复杂度：O(N)，N为list的长度

• count > 0：从列表左侧开始，移除与 value 相等的最多 count个元素
• count < 0：从列表尾部开始，移除与 value 相等的最多 count个元素
• count = 0：移除列表中所有与value相等的元素

LTRIM

保留 start 和 stop 之间区间内的元素(区间两边的元素直接删除)

LTRIM key start stop

返回值：成功，返回“OK”
时间复杂度：O(N)，N为被移除的元素数量

注意：
redis6 开始支持 ACL(access control list 访问控制列表)，也就是权限。
redis由很多命令，acl把每个命令都打上标签，管理员就可以给每个redis用户配置不同的权限(允许 该用户 可以执行那些标签对应的命令)

LSET

将列表key中下标为index的元素的值设置为element

LSET key index element

返回值：成功，返回“OK”；失败，返回错误信息
时间复杂度：O(N)，N为列表的长度

阻塞版命令

blpop 和 brpop 是 lpop 和 rpop 的阻塞版本。

• 在列表中有元素的情况下，阻塞和非阻塞表现是一致的。如果列表中没有元素，非阻塞版本会立即返回nil，但阻塞版本会根据timeout，阻塞一段时间，期间redis可以执行其它命令，但要求执行该命令的客户端要表现为阻塞状态
• 命令中如果设置了多个键，那么会从左向右进行遍历键，一但有一个键对应的列表可以弹出元素，命令立即返回
• 如果多个客户端同时对一个键执行pop，则最先执行命令的客户端会得到弹出元素

redis中的list也相当于 阻塞队列 一样，线程安全是通过单线程模型支持的；阻塞，则只支持"队列为空"的情况，不考虑"队列满了"

BLPOP 和 BRPOP

BLPOP key [key …] timeout

BRPOP key [key …] timeout

如果这些list有任何一个非空，blpop都能够把这里的元素给获取到，立即返回；
如果这些list都为空，此时需要阻塞等待，等待其它客户端向这些list插入元素；
可以指定超时时间，单位是 秒 (redis 6 超时时间允许设定为小数；redis 5 超时时间要是整数)

brpop效果和blpop类似

• 针对一个非空的列表进行操作
  
  返回结果相当于一个pair(二元组)，一方面告诉我们当前的数据来自哪个key，一方面告诉我们取到的数据是什么
• 针对一个空的列表进行操作
  
• 针对多个key进行操作
  

内部编码

之前list类型的内部编码实现有两种：

• ziplist(压缩列表)：当列表的元素个数小于 list-max-ziplist-entries 配置，同时列表中每个元素的长度都小于 list-max-ziplist-value 配置时，redis会选用ziplist来作为列表内部编码实现来减小内存消耗
• linkedlist(链表)：当列表类型无法满足ziplist的条件时，redis会使用linkedlist作为列表内部实现

现在list类型内部使用quicklist实现
quicklist是一个双向链表，但它的节点是压缩列表；每个quicklist节点都包含一个ziplist，ziplist中存储了list类型的数据元素。这种设计即保持了双向链表的插入和删除优势，又通过压缩列表提高了内存利用率

总结

以上就是我的redis学习笔记