1. 概述
假设我们现在有这样的需求:我们需要对同类数据进行排序,需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式。于是我们引入今天的类型:sorted_set,也叫做有序集合,通常我们也称为 zset,指的是在 redis 中,通常以 zset add 等命令操作。
有序集合可以保存可排序的数据,在set存储结构的基础之上添加可排序字段。有序集合数据结构如下图所示:
key
代表集合中的元素, score
代表元素对应的排序值。
本篇是该系列文章的第七篇,你可以通过以下链接阅读之前的内容
01-redis入门知识第1篇-redis简介
02-redis入门知识第2篇-redis的安装与测试
03-redis入门知识第3篇-redis的基本操作与数据类型
04-redis入门知识第4篇-redis中的string数据类型与基本的数据存取操作
05-redis入门知识第5篇-hash数据类型与基本操作
06-redis入门知识第6篇-list 类型以及基本操作
07-redis入门知识第7篇-set数据类型的基本操作
2. sorted_set 数据类型的基本操作
2.1. 添加数据
代码语言:javascript复制zadd key score1 member1 [score2 member2]
2.2. 获取全部数据
代码语言:javascript复制# 顺序排列取数据
zrange key start stop [withscores]
# 倒叙排列取数据
zrevrange key start stop [withscores]
2.3. 删除数据
代码语言:javascript复制zrem key member [member...]
2.4. 按条件获取数据
相关符号如下:
inf: 表示大于任何数
-inf: 表示小于任何数
(: 左开区间
): 右开区间
指令格式
代码语言:javascript复制# 正序 根据score查询
zrangebyscore key min max [withscores] [limit]
# 倒序 根据score查询
zreverangebyscore key min max [withscores] [limit]
查询示例
代码语言:javascript复制# 添加数据
zadd scores 60 li 85 ww 91 zl 88 lxm 82 xsd 66 cc 100 glz 79 zs
# 查询score为80到任意大的3条数据
zrangebyscore scores 80 inf withscores limit 0 3
# 查询100到60的2条数据
zrevrangebyscore scores 100 60 withscores limit 0 2
2.5. 按条件删除
代码语言:javascript复制# 根据索引删除数据
zremrangebyrank key start stop
# 根据score删除数据
zremrangebyscore key min max
2.6. 获取集合总数
代码语言:javascript复制# 获取某个键的集合总数
zcard key
# 获取score范围值的集合总数
zcount key min max
2.7. 有序集合的交、并操作
指令格式
代码语言:javascript复制# 将numkey个集合 的交集保存到destination 中,合并之后的新集合中,score值被相加
zinterstore destination numkey key [key1...]
# 将numkey个集合 的并集保存到destination 中
zunionstore destination numkey key [key1...]
交集操作指令示例
我们先执行以下指令添加测试数据
代码语言:javascript复制# 添加数据到s1中
zadd s1 50 aa 60 bb 70 cc
# 添加数据到s2中
zadd s2 60 aa 70 bb 90 cc
# 添加数据到s3中
zadd s3 70 aa 70 bb 100 cc
将以上是那个集合的交集保存到 ss 中
代码语言:javascript复制# 求s1、s2、s3的交集 保存到 ss 中
zinterstore ss 3 s1 s2 s3
# 打印 ss 中的数据
zrange ss 0 -1 withscores
此时可以看到返回的数据如下图所示
此时我们可以看到每一个字段的score值被相加起来。我们还可以指定交叉的元素 取最大值(max)还是 最小值(min),而不是 求和值(sum),如下指令
代码语言:javascript复制# 求 s1、s2、s3 的交集保存到 ss1 中,取交叉元素的最大值
zinterstore ss1 3 s1 s2 s3 aggregate max
# 求 s1、s2、s3 的交集保存到 ss2 中,取交叉元素的最小值
zinterstore ss2 3 s1 s2 s3 aggregate min
分别取 ss1 和 ss2 的结果如下图所示
3. sorted_set 数据类型的扩展操作
3.1. 需求案例
假设有以下的需求
- 各类资源网站TOP 10排行榜(电影、歌曲、文档、电商、游戏等)
- 聊天室的活跃度统计
- 游戏好友亲密度
3.2. 解决方案
使用 有序集合 对所有参与排名的资源建立排序依据,相关操作指令如下
指令格式
- 获取数据对应索引的排名
# 根据score 值从小到大正向查询 排名
zrank key member
# 根据score 值从大到小倒向查询 排名
zrevrank key member
- score值获取与修改
# 根据key和member获取score值
zscore key member
# 对 key 中的 member 元素增加 increment 个单位的 score 值
zincrby key increment member
示例
代码语言:javascript复制# 添加测试数据
zadd movies 143 aa 97 bb 201 cc
4. sorted_set 类型数据操作的注意事项
- score 保存的存储空间是64位,如果是整数,数值范围是 -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,使用的时候要慎重
- sorted_set 底层存储还是基于set结构的,因此数据不能重复,如果重复添加相同的数据,score值将会被覆盖,保留最后一次保存的结果
5. sorted_set 应用于处理定时的顺序任务
- 对于基于时间线限定的任务处理,将处理时间记录为score 值,利用排序功能区分处理的先后顺序;
- 记录下一个要处理的时间,当到期后处理对应的任务,任务处理完成之后移除redis中对应的记录,并记录下一个要处理的时间;
- 当新任务加入时,判定并更新下一个要处理的任务时间;
- 为了提升sorted_set的性能,通常将任务根据特征存储成若干个sorted_set。例如一小时内、一天内、一周内、一个月内、季度内、年度内等,操作时逐级提升,将即将操作的若干个任务纳入到1小时内处理的队列中。
redis中获取系统时间的指令
代码语言:javascript复制time
6. sorted_set 应用于处理有权重的队列任务
6.1. 普通权重任务的处理
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。我们利用sorted_set的特征,即可解决这个问题。对于有权重的任务,优先处理权重高的任务,采用score记录权重即可。如下指令
添加测试数据
代码语言:javascript复制# 添加权重为 4 的id为105订单任务
zadd tasks 4 order:id:105
# 添加权重为 9 的id为425订单任务
zadd tasks 9 order:id:425
# 添加权重为 1 的id为1345订单任务
zadd tasks 1 order:id:345
根据权重从高到低查询任务列表
代码语言:javascript复制zrevrange tasks 0 -1 withscores
在实际的场景中,我们往往挨条任务取出来处理,使用下面的指令取出第一个任务
代码语言:javascript复制zrevrange tasks 0 0 withscores
我们得到的任务元素是 order:id:425
,任务处理完成之后,将对应元素移除即可,如下指令
zrem tasks order:id:425
不过,以上的操作不是原子性(要么全部执行成功要么全部执行失败)的,我们这里暂且不讨论非原子性操作带来的后果,后面的章节会说明。
6.2. 多重权重任务的处理
如果权重条件过多时,需要对排序score值进行处理,保障score值能够兼容2个条件或者多个条件,例如外贸订单优先于国内订单,总裁订单优先于员工订单,经理订单优先于员工订单。解决方案如下:
- 因score长度受限,需要对数据进行截断处理,尤其是时间设置为小时或分钟级别即可
- 先设定订单列表,后设定发起角色类别,整体score长度必须是统一的,不足则补0。第一排序规则首位不得是0
示例:外贸101,国内102,经理104,员工008。那么员工下的外贸单为101008,经理下的国内订单为102004