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zset 是 Redis 常用數(shù)據(jù)類型之一，它適用于排行榜類型的業(yè)務(wù)場景，比如 QQ 音樂排行榜、用戶貢獻(xiàn)榜等。在音樂排行榜單中，我們可以將歌曲的點(diǎn)擊次數(shù)作為 score 值，把歌曲的名字作為 value 值，通過對(duì) score 排序就可以得出歌曲“熱度榜單”。

Redis 使用以下命令創(chuàng)建一個(gè)有序集合：

127.0.0.1:6379> ZADD key score member [score member ...]  

key：指定一個(gè)鍵名；

score：分?jǐn)?shù)值，用來描述  member，它是實(shí)現(xiàn)排序的關(guān)鍵；

member：要添加的成員（元素）。

當(dāng) key 不存在時(shí)，將會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的有序集合，并把分?jǐn)?shù)/成員（score/member）添加到有序集合中；當(dāng) key 存在時(shí)，但 key 并非 zset 類型，此時(shí)就不能完成添加成員的操作，同時(shí)會(huì)返回一個(gè)錯(cuò)誤提示。

注意：在有序集合中，成員是唯一存在的，但是分?jǐn)?shù)（score）卻可以重復(fù)。有序集合的最大的成員數(shù)為 2^32 - 1 (大約 40 多億個(gè))。

認(rèn)識(shí)有序集合

1) 壓縮列表

有序集合（zset）同樣使用了兩種不同的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，分別是 zipList（壓縮列表）和 skipList（跳躍列表），當(dāng) zset 滿足以下條件時(shí)使用壓縮列表：

• 成員的數(shù)量小于128 個(gè)；
• 每個(gè) member （成員）的字符串長度都小于 64 個(gè)字節(jié)。

下面對(duì)壓縮列表做簡單介紹，它由以下五部分組成，如圖所示：

上述每一部分在內(nèi)存中都是緊密相鄰的，并承擔(dān)著不同的作用，介紹如下：

• zlbytes 是一個(gè)無符號(hào)整數(shù)，表示當(dāng)前 ziplist 占用的總字節(jié)數(shù)；
• zltail 指的是壓縮列表尾部元素相對(duì)于壓縮列表起始元素的偏移量。
• zllen 指 ziplist 中 entry 的數(shù)量。當(dāng) zllen 比2^16 - 2大時(shí)，需要完全遍歷 entry 列表來獲取 entry 的總數(shù)目。
• entry 用來存放具體的數(shù)據(jù)項(xiàng)（score和member），長度不定，可以是字節(jié)數(shù)組或整數(shù)，entry 會(huì)根據(jù)成員的數(shù)量自動(dòng)擴(kuò)容。
• zlend 是一個(gè)單字節(jié)的特殊值，等于 255，起到標(biāo)識(shí) ziplist 內(nèi)存結(jié)束點(diǎn)的作用。

下面執(zhí)行
ZADD命令添加兩個(gè)成員：xh（小紅） 的工資是 3500.0；xm（小明） 的工資是 3200.0。

ZADD salary 3500.0 xh 3200.0 xm

上述成員在壓縮列表中的布局，如下所示：

當(dāng) zset 使用壓縮列表保存數(shù)據(jù)時(shí)，entry 的第一個(gè)節(jié)點(diǎn)保存 member，第二個(gè)節(jié)點(diǎn)保存 score。依次類推，集合中的所有成員最終會(huì)按照 score 從小到大排列。

2) 跳躍列表

當(dāng)有序結(jié)合不滿足使用壓縮列表的條件時(shí)，就會(huì)使用 skipList 結(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

跳躍列表（skipList）又稱“跳表”是一種基于鏈表實(shí)現(xiàn)的隨機(jī)化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其插入、刪除、查找的時(shí)間復(fù)雜度均為 O(logN)。從名字可以看出“跳躍列表”，并不同于一般的普通鏈表，它的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，本節(jié)只對(duì)它做淺顯的介紹，如有興趣可自行研究。

在 Redis 中一個(gè) skipList 節(jié)點(diǎn)最高可以達(dá)到 64 層，一個(gè)“跳表”中最多可以存儲(chǔ) 2^64 個(gè)元素，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都是一個(gè) skiplistNode（跳表節(jié)點(diǎn)）。skipList 的結(jié)構(gòu)體定義如下：

typedf struct zskiplist{
    //頭節(jié)點(diǎn)
    struct zskiplistNode *header;
    //尾節(jié)點(diǎn)
    struct zskiplistNode *tail;
    // 跳表中的元素個(gè)數(shù)
    unsigned long length;
    //表內(nèi)節(jié)點(diǎn)的最大層數(shù)
    int level;
}zskiplist;

• header：指向 skiplist 的頭節(jié)點(diǎn)指針，通過它可以直接找到跳表的頭節(jié)點(diǎn)，時(shí)間復(fù)雜度為 O(1)；
• tail：指向 skiplist 的尾節(jié)點(diǎn)指針，通過它可以直接找到跳表的尾節(jié)點(diǎn)，時(shí)間復(fù)雜度為 O(1)；
• length：記錄 skiplist 的長度，也就跳表中有多少個(gè)元素，但不包括頭節(jié)點(diǎn)；
• level：記錄當(dāng)前跳表內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)中的最大層數(shù)（level）；

跳躍列表的每一層都是一個(gè)有序的鏈表，鏈表中每個(gè)節(jié)點(diǎn)都包含兩個(gè)指針，一個(gè)指向同一層的下了一個(gè)節(jié)點(diǎn)，另一個(gè)指向下一層的同一個(gè)節(jié)點(diǎn)。最低層的鏈表將包含 zset 中的所有元素。如果說一個(gè)元素出現(xiàn)在了某一層，那么低于該層的所有層都將包含這個(gè)元素，也就說高層是底層的子集。 

通過以下示意圖進(jìn)一步認(rèn)識(shí) skiplist 結(jié)構(gòu)。下圖是一個(gè)上下共四層的跳躍列表結(jié)構(gòu)：

跳躍列表中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都存儲(chǔ)著 S:V（即 score/value），示意圖顯示了使用跳躍列表查找 S:V 節(jié)點(diǎn)的過程。跳躍列表的層數(shù)由高到低依次排列，最低層是 L0 層，最高層是 L3 層，共有 4 層。

圖 1 所示，首先從最高層開始遍歷找到第一個(gè)
S:V節(jié)點(diǎn)，然后從此節(jié)點(diǎn)開始，逐層下降，通過遍歷的方式找出每一層的 S:V 節(jié)點(diǎn)，直至降至最底層（L0）才停止。在這個(gè)過程中找到所有 S:V 節(jié)點(diǎn)被稱為期望的節(jié)點(diǎn)。跳躍列表把上述搜索一系列期望節(jié)點(diǎn)的過程稱為“搜索路徑”，這個(gè)“搜索路徑”由搜索到的每一層的期望節(jié)點(diǎn)組成，其本質(zhì)是一個(gè)列表。

常用命令匯總

基本命令演示

下面通過一組命令，讓我們熟悉如何操作 zset 數(shù)據(jù)類型。以下示例是一個(gè)保存了員工薪水的有序集合：

#在有序集合中添加一個(gè)成員
127.0.0.1:6379> ZADD salary 4000 lucy
(integer) 1
#同時(shí)添加多個(gè)成員
127.0.0.1:6379> ZADD salary 5000 tom 6000 Helen 6500.50 Jack 3000 Smith
(integer) 4
#查詢指定區(qū)間上的元素
127.0.0.1:6379> ZRANGE salary 0 4
1) "Smith"
2) "lucy"
3) "tom"
4) "Helen"
5) "Jack"
#降序查看指定區(qū)間上的元素
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE salary 0 4
1) "Jack"
2) "Helen"
3) "tom"
4) "lucy"
5) "Smith"
#查看指定元素的分值
127.0.0.1:6379> ZSCORE salary lucy
"4000"
#查看所有元素和分值
127.0.0.1:6379> ZRANGE salary 0 4 WITHSCORES
1) "Smith"
2) "3000"
3) "lucy"
4) "4000"
5) "tom"
6) "5000"
7) "Helen"
8) "6000"
9) "Jack"
10) "6500.5"
#統(tǒng)計(jì)指定工資范圍內(nèi)的元素個(gè)數(shù)3000<=score<=5000
127.0.0.1:6379> ZCOUNT salary 3000 5000
(integer) 3
#表示3000 ZCOUNT salary (3000 (5000
(integer) 1
#返回指定工資范圍內(nèi)的score和成員，限制條件是跳過1個(gè)元素，返回2個(gè)元素。
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE salary 3000 6000 WITHSCORES LIMIT 1 2
1) "lucy"
2) "4000"
3) "tom"
4) "5000"
#查看有序集合在指定字典區(qū)間內(nèi)的成員的數(shù)
#其中 - 表示最小值，而 + 則表示最大值
127.0.0.1:6379> ZLEXCOUNT salary - +
(integer) 5

在線練習(xí)工具：https://try.redis.io/

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