Redis学习笔记 - 排序（2） - SORT命令的实现
参考：<
- 注：这本书是基于Redis3.0版本写的，和后面的版本有点差异
Redis中sort命令简单使用，参考博客：https://blog.csdn.net/mytt_10566/article/details/100042971
一、SORT 命令的实现
SORT命令最简形式：SORT ，用于对包含数字值的键进行排序
示例：
redis> rpush numbers 3 1 2
(integer) 3
redis> sort numbers
1) "1"
2) "2"
3) "3"
服务器执行SORT numbers命令步骤如下：
- 1.创建一个和
numbers列表长度相同的数组，该数组每项都是一个redis.h/redisSortObject结构，如下图所示：
- 2.遍历数组，将数组每项的
obj指针指向numbers列表各项，一一对应。如下图所示：
- 3.遍历数组，将各个
obj指针指向的列表项转换成一个double类型的浮点数，然后将这个浮点数保存在对应数组项的u.score属性里。如下图所示：
- 4.根据数组项的
u.score属性的值，对数组进行排序（升序）。如下图所示：
- 5.遍历数组，将各项的
obj指针所指向的列表项作为排序结果返回给客户端
注：
SORT命令为每个被排序的键都创建了一个与键长度相同的数组，数组每项都是一个redisSortObject结构，根据SORT命令使用的选项不同，程序使用redisSortObject结构的方式也不同。
redisSortObject结构的定义：
typedef struct _redisSortObject {
// 被排序的键
robj *obj;
// 权重
union {
// 排序数字时使用
double score;
// 排序带有BY选项的字符串值使用
robj *cmpobj;
} u;
} redisSortObject;
二、ALPHA选项的实现
通过ALPHA选项，SORT命令可以对包含字符串值的键进行排序：SORT
示例：
redis> sadd fruits apple banana cherry
(integer) 3
# 乱序
redis> smembers fruits
1) "apple"
2) "cherry"
3) "banana"
redis> sort fruits alpha
1) "apple"
2) "banana"
3) "cherry"
服务器执行SORT fruits alpha命令步骤如下：
- 1.创建一个和
fruits集合长度相同的数组，该数组每项都是一个redis.h/redisSortObject结构 - 2.遍历数组，将数组每项的
obj指针指向fruits集合各项，一一对应。如下图所示：
- 3.根据obj指针指向的集合元素，对数组进行字符串排序，排序后的数组项按集合元素的字符串大小进行排列：apple < banana < cherry，排序后的数组如下图所示：
- 4.遍历数组，依次将数组项的obj指针所指向的元素返回给客户端
三、ASC和DESC选项的实现
默认情况情况下，SORT命令是升序排序的，即 SORT key 等价于 SORT key ASC；降序排序命令：SORT key DESC。
示例：
redis> sort numbers
1) "1"
2) "2"
3) "3"
redis> sort numbers asc
1) "1"
2) "2"
3) "3"
redis> sort numbers desc
1) "3"
2) "2"
3) "1"
升序和降序排序都由相同的快速排序算法执行，不同点：
- 执行升序排序时，排序算法使用的对比函数产生升序对比结果；执行降序排序时，则相反
执行升序命令：SORT numbers时创建数组如下：
执行降序命令：SORT numbers DESC时创建的数组：
四、BY选项的实现
默认情况下，SORT命令使用被排序键包含的元素作为排序的权重，元素本身决定了排序后的位置。
使用BY选项，SORT命令可以使用 指定的关键字、某个哈希键所包含的域（field） 作为元素排序的权重，然后对键进行排序。
示例：
使用水果的价钱对集合键fruits进行排序
redis> mset apple-price 8 banana-price 5.5 cherry-price 7
OK
redis> sort fruits by *-price
1) "banana"
2) "cherry"
3) "apple"
服务器执行命令：sort fruits by *-price步骤如下：
- 1.创建一个redisSortObject结构数组，数组长度为fruits集合大小
- 2.遍历数组，将各个数组项的
obj指针指向fruits集合各个元素，如下图所示：
- 3.遍历数组，根据各个数组项的
obj指针所指向的集合元素、BY选项给定的模式*-price查找对应的权重键- 如 apple 元素，则查找键：apple-price，其他类似
- 4.将各个权重键的值转换成double类型浮点数，然后保存在相应数组项的
u.score属性里，如下图所示：
- 5.以数组项
u.score属性的值作为权重，对数组进行排序，得到一个按照u.score属性值升序排序的数组，如下图所示：
- 6.遍历数组，将数组项的
obj指针指向的元素返回给客户端
五、带有ALPHA选项的BY选项的实现
BY选项默认假设权重键保存的值是数字，如果是字符串，则要配合使用ALPHA选项。
示例：
假设水果都有一个编号（字符串），根据编号进行排序
redis> mset apple-id "FRUIT-25" banana-id "FRUIT-79" cherry-id "FRUIT-13"
OK
redis> sort fruits by *-id alpha
1) "cherry"
2) "apple"
3) "banana"
服务器执行sort fruits by *-id alpha步骤如下：
- 1.创建一个redisSortObject结构数组，数组长度为fruits集合大小
- 2.遍历数组，将各个数组项的
obj指针指向fruits集合各个元素 - 3.遍历数组，根据各个数组项的
obj指针所指向的集合元素、BY选项给定的模式*-id查找对应的权重键- 如 apple 元素，则查找键：apple-id，其他类似
- 4.将各个数组项的
u.cmpobj指针指向相应权重键（字符串对象），如下图所示：
- 5.以各个数组项的权重键的值作为权重，对数组进行字符串排序，如下图所示：
- 6.遍历数组，将数组项的
obj指针指向的集合元素返回给客户端
六、LIMIT选项的实现
默认情况下，SORT命令会将排序后的所有元素都返回给客户端。通过LIMIT选项，可以让SORT命令只返回其中一部分已排序的元素。
LIMIT命令格式：LIMIT
- offset：表示要跳过的已排序元素数量（偏移量）
- count：返回数量
示例：
redis> sadd alphabet a b c d e f
(integer) 6
redis> sort alphabet alpha limit 0 4
1) "a"
2) "b"
3) "c"
4) "d"
redis> sort alphabet aplha limit 2 3
1) "c"
2) "d"
3) "e"
服务器执行sort alphabet alpha limit 0 4命令步骤如下：
- 创建一个redisSortObject结构数组，数组长度等于alphabet集合大小
- 遍历数组，将各个数组项的
obj指针指向alphabet集合的各个元素，如下图所示：
- 根据
obj指针所指向的集合元素，对数组进行字符串排序，排序后的数组如下图所示：
- 根据选项
limit 0 4，将指针移动到数组的索引0上，然后往后访问4个数组项，然后将数组项obj指针指向的元素返回给客户端
七、GET选项的实现
默认情况下，SORT命令在对键排序后，返回排序键对应的元素。通过使用GET选项，可以让SORT命令对键排序后，根据被排序的元素，以及GET选项指定的模式，查找并返回某些键的值。
示例：
redis> sadd students peter jack tom
(integer) 3
redis> mset peter-name "Peter White" jack-name "Jack Snow" tom-name "Tom Smith"
OK
redis> sort students alpha get *-name
1) "Jack Snow"
2) "Peter White"
3) "Tom Smith"
服务器执行sort students alpha get *-name命令步骤如下：
- 1.创建一个redisSortObject数组，数组的长度等于students集合的大小
- 2.遍历数组，将各个数组项的
obj指针分别指向students集合的各个元素，如下图所示：
- 3.根据
obj指针指向的集合元素，对数组进行字符串排序，排序后的数组如下图所示：
- 4.遍历数组，根据数组项
obj指针指向的集合元素，以及GET选项给定的*-name模式，查找对应的键：- 如元素：“jack”，查找键jack-name，并返回结果；其余元素类似
- 5.遍历查找程序返回的三个键，向客户端返回值
SORT命令也支持带有多个GET选项，例如以下命令：
redis> mset peter-age 20 tom-age 21 jack-age 22
OK
redis> sort students alpha get *-name get *-age
1) "Jack Snow"
2) "22"
3) "Peter White"
4) "20"
5) "Tom Smith"
6) "21"
此时，在步骤4的时候，遍历集合元素，依次查找给定模式所对应的键：jack-name、jack-age，然后返回给客户端，其余步骤一致
八、STORE选项的实现
默认情况下，SORT命令只向客户端返回排序结果，而不保存。使用STORE选项，可以将排序结果保存在指定的键里，在有需要时候重用这个结果。
示例：
redis> sort students alpha store sorted_students
(integer) 3
redis> lrange sorted_students 0 -1
1) "jack"
2) "peter"
3) "tom"
服务器执行sort students alpha store sorted_students命令步骤如下：
- 1.创建一个redisSortObject结构数组，数组长度等于students集合大小
- 2.遍历数组，将各个数组项的
obj指针分别指向students集合元素 - 3.根据
obj指针指向的集合元素，对数组进行字符串排序，排序后数组下图所示：
- 4.检查
sorted_students键是否存在，如果存在，则删除该键 - 5.设置
sorted_students为空白的列表键 - 6.遍历数组，将排序后的元素放入
sorted_students列表末尾，相当于执行：rpush sorted_students jack peter tom - 7.遍历数组，向客户端返回元素
九、多个选项的执行顺序
一个SOTRE命令通常包含多个选项，上面的例子都是单个选项，比较简单。多个选项时，选项的执行是有顺序的。
9.1 选项的执行顺序
如果按照选项来划分，一个SORT命令执行过程有下面4个步骤：
- （1）排序：命令会使用
ALPHA、ASC/DESC、BY这几个选项，对输入键进行排序，得到一个排序结果集 - （2）限制排序结果集的长度：命令使用
LIMIT选项，对排序结果集的长度进行限制，只有LIMIT选项指定的元素会保留在排序结果集中 - （3）获取外部键：命令使用
GET选项，根据排序结果集中的元素，以及GET选项指定的模式，查找并获取指定键的值，用这些值来作为新的排序结果集 - （4）保存排序结果集：命令使用
STORE选项，将排序结果集保存到指定的键里 - （5）向客户端返回排序结果集：命令遍历排序结果集，依次向客户端返回排序结果集中的元素
注：以上步骤中，后一个步骤必须在前一个步骤完成之后进行。
示例：
客户端向服务器发送以下命令：
SORT
那么服务器执行步骤如下：
- 首先执行
SORTALPHA DESC BY - 接着执行
LIMIT - 然后执行
GET - 之后执行
STORE - 最后，命令遍历排序结果集，将结果集中的元素依次返回给客户端
9.2 选项的摆放顺序
调用SORT命令时，除了GET选项，改变选项的摆放顺序不会影响SORT命令执行这些选项的顺序。
示例：
如下面几个命令，产生的排序结果集一致：
redis> SORT <key> ALPHA DESC BY <by-pattern> LIMIT <offset> <count> GET <get-pattern> STORE <store_key>
redis> SORT <key> LIMIT <offset> <count> BY <by-pattern> ALPHA GET <get-pattern> STORE <store_key> DESC
redis> SORT <key> STORE <store_key> DESC BY <by-pattern> GET <get-pattern> ALPHA LIMIT <offset> <count>
注：如果有多个GET选项时，注意下前后顺序，否则产生的结果集不同。