2023.12.27 关于 Redis 数据类型 List 常用命令

目录

List 类型基本概念

List 类型特点

List 操作命令

LPUSH

LPUSHX

RPUSH

RPUSHX

LRANGE

LPOP

RPOP

LINDEX

LINSERT

LREM

LTRIM

LSET

阻塞版本的命令

阻塞版本 和 非阻塞版本的区别

BLPOP & BRPOP

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List 类型基本概念

• Redis 中的列表（list）相当于 数组 或者 顺序表

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• 列表 （list）约定最左侧的元素下标为 0，且支持使用 负数下标

注意：

• list 内部的编码方式，并非是一个简单的数组，而是类似于 "双端队列"（deque）
• 这种设计使得 list 两侧均能进行高效的插入删除，且时间复杂度均为 O(1)

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List 类型特点

1、列表中的元素都是有序的

• 有序的含义 要根据上下文进行区分
• 有的时候谈到有序指的是 升序 或 降序，有的时候谈到有序指的是 顺序很关键
• 此处列表中的元素都是有序的，指的是 列表中的顺序很关键
• 即把列表元素位置颠倒、顺序调换，此时得到的 新 list 和 旧 list 是不等价的

注意：

• 同一个词该如何理解，需要结合上下文、结合具体场景

实例理解

• 栈/堆（数据结构、操作系统、JVM）
• 同步（同步和互斥 、 同步和异步）

2、列表中的元素允许重复

• Redis 中 hash 类型，其 field 不能重复

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小总结：

• Redis 的典型应用场景就是作为消息队列，最早的时候就是通过 list 类型来实现的
• 但后来 Redis 又提供了 stream 类型来专门针对消息队列

List 操作命令

LPUSH

• 将 一个 或 多个 元素从左放入到 list 中，相当于头插
• lpush ——> left push

语法：

lpush key element [element ...]

时间复杂度：

• O(1)

返回值：

• 插入后 list 的长度

实例理解

• 该列表中 元素 4 在最前面，因为 lpush 相当于 头插

注意：

• 如果当前 key 已存在，且 key 对应的 value 类型不为 list，则 lpush 命令将报错

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LPUSHX

• 当 key 存在时，将一个或多个元素从左侧放入 到 list 中，相当于头插
• 当 key 不存在时，则直接返回 0 
• lpushx ——> left push exists

语法：

lpushx key element [element ...]

时间复杂度：

• O(1)

返回值：

• 插入后 list 的长度

实例理解

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RPUSH

• 将 一个 或 多个 元素从右侧放入到 list 中，相当于尾插
• rpush ——> right push

语法：

rpush key element [element ...]

时间复杂度:

• O(1)

返回值：

• 插入后 list 的长度

实例理解

• 该列表中 元素 1 在最前面，因为 rpush 相当于 尾插

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RPUSHX

• 当 key 存在时，将一个或多个元素从右侧放入 到 list 中，相当于尾插
• 当 key 不存在时，则直接返回 0
• rpushx ——> right push exists

语法：

rpush key element [element ...]

实例理解

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LRANGE

• 用于查看 list 中指定范围的元素

 语法：

lrange key start stop

• 此处描述的区间为 闭区间，且下标支持负数

时间复杂度：

• O(N)

实例理解

注意点一：

• 此处的序号是专门给结果集使用的序号 和 list 下标无关

• 可以看到，当我们进行 hash 操作时，也会得到这种带有序号的结果集
• 此处的序号仅仅是标识下标返回元素的顺序 和 下标无关
• hash 类型就没有下标的概念

注意点二：

• 当使用 lrange 命令返回指定范围的元素时
• 如果提供的下标超出了列表下标范围，这时 lrange 命令会如何处理呢？

答案：

• 如果给定区间非法，如超出下标
• lrange 命令将尽可能的获取到给定区间的元素，不会报错！

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LPOP

•  从 list 左侧取出元素，相当于 头删

语法：

lpop key

时间复杂度：

• O(1)

返回值：

• 取出的元素或者 nil

实例理解

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RPOP

• 从 list 右侧取出元素，相当于 尾删

语法：

rpop key

时间复杂度：

• O(1)

返回值：

• 取出的元素或者 nil

实例理解

注意：

• 在当前 redis 5 版本中，LPOP 和 RPOP 命令是没有 count 参数的
• 但 redis 6.2 版本之后，新增了 count 参数，描述了一次要删 count 个元素

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小总结：

• list 是一个双端队列，即两头插入、删除元素均十分高效，时间复杂度为 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

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LINDEX

• 用于获取从左数第 index 位置的元素

语法：

lindex key index

时间复杂度：

• O(N)
• 此处 N 指的是 list 中的元素个数

返回值：

• 如果下标非法，返回 nil 

实例理解

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LINSERT

• 用于在特定位置插入元素

语法：

linsert key  pivot element

时间复杂度：

• O(N)
• 此处的N表示列表的长度

返回值：

• 插入后 新 list 的长度

实例理解

注意：

• 万一要插入的列表中 基准值存在多个怎么办？

回答：

• linsert 在进行插入时，会根据基准值先找到其对应的位置
• 寻找顺序为从左往右，找到第一个符合基准值的位置打止

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LREM

• 用来删除指定元素

语法：

lrem key count element

• count 代表要删除的个数，element 代表要删除的值

时间复杂度：

• O(N+M)
• N 为列表的长度，M 为要删除元素的个数，此处 M 一般不会很大，可视为O(N)

返回值：

• 被移除的元素数量

实例理解

•  如果 count > 0 相当于在列表中从左往右找 删除 count 个 element

• 如果 count < 0 相当于在列表中从右往左找 删除 count 个 element

• 如果 count = 0 相当于 删除列表中 所有的 element

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LTRIM

• 用于保留列表中 指定范围的元素，移除范围外的元素

 语法：

ltrim key start stop

• 保留 [start ，stop] 区间的元素，即区间外面两边的元素就直接被删除了

时间复杂度：

• O(N)
• N 为要删除元素的个数

返回值：

• 命令执行成功则返回 OK

实例理解

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LSET

• 用于根据下标修改对应元素

语法：

lset key index element

时间复杂度：

• O（N）

返回值：

• 命令执行成功则返回 OK

实例理解

注意：

• 相较于 lindex 命令，其能很好的处理下标越界问题，如果下标越界则直接返回 nil
• 但 lset 命令对于下标越界，其会直接报错
• 而不会像 JavaScript 语言，动态地扩展列表 并在给定下标位置插入元素

阻塞版本的命令

• 阻塞：当前的线程 不走了，代码不继续执行了，会在满足一定的条件之后，被唤醒

• blpop、brpop 这俩个命令是 lpop、rpop 俩个命令的阻塞版本

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阻塞版本 和 非阻塞版本的区别

1、如果 list 中存在 元素，blpop、brpop 命令和 lpop、rpop 命令作用完全相同，但如果 list 中为空， blpop 和 brpop 便会产生阻塞，一直阻塞到队列不为空为止

• brpop 和 blpop 会根据设置的超时时间 timeout 进行阻塞等待，即 执行该命令的 redis 客户端将会阻塞，但在这期间 redis 服务器可以执行其他redis 客户端发来的命令

注意：

• 使用 brpop、blpop 命令时，需显式地设置阻塞时间
• 虽然此处的 brpop 和 blpop 看起来好像耗时很久，但 redis 服务器不会产生因此而产生任何负面影响

2、blpop、brpop 命令可设置多个键，将根据设置的键从左向右进行遍历，一旦有一个键对应的列表中可以弹出元素，命令立即返回

3、如果多个客户端同时对一个键执行 pop 命令，则最先执行命令的客户端将得到弹出元素

注意：

• 无论 pop 命令是否为阻塞命令，均满足第三条特性

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实例理解

• 此处理解 blpop、brpop 命令和 lpop、rpop 命令 的区别

a、当列表不为空时：

• lpop user:1:messages 得到 x 元素
• blpop user:1:messages 得到 x 元素
• 二者行为一致

b、当列表不为空时，且五秒内无新元素加入

• lpop user:1:messages 立即得到 nil
• blpop user:1:messages 5 执行命令 5 秒后得到 nil
• 二者行为不一致

c、当列表不为空时，且五秒内有新元素加入

• lpop user:1:messages 立即得到 nil
• blpop user:1:messages 5 执行命令，直到新元素加入，得到新元素
• 二者行为不一致

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BLPOP & BRPOP

• LPOP & RPOP 的阻塞版本
• 前缀 b ——> block （阻塞）

注意：

• 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

 语法：

blpop key [key ...] timeout

brpop key [key ...] timeout

重点理解：

• 此处我们可以指定 一个 key 或 多个 key，每个 key 都需对应为 list 类型
• 如果这些 key 对应的 list 有任何一个非空，blpop & rlpop 命令便会按照指定 key 的顺序进行遍历
• 直到有一个 key 对应的 list 非空，就将该 list 头或尾 的元素给获取到，并立即返回该元素给客户端
• 如果这些 key 对应的 list 均为空，此时就会根据设置的 timeout 超时时间，进行阻塞等待，等待其他客户端往这些 key 对应的 list 中插入元素
• 进而获取到对应 key 的 list，返回该 list 的 头 或 尾 元素给客户端

注意：

• 此处的 超时时间 timeout，单位为 秒
• Redis 6 版本之后，允许超时时间设置成 小数，但 Redis 5 版本中超时时间，得为整数

时间复杂度：

• O(1)

实例理解

1）针对一个 非空的列表进行操作

• 返回的结果相当于一个 二元组
• 该返回结果 告诉我们当前元素来自于哪个 key 的同时也告诉了我们弹出的元素值是什么

2）针对一个空的列表进行操作

3）针对多个 key 进行操作

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小总结：

• Redis 可使用 blpop & brpop 命令 作为消息队列
• 虽然这俩命令可以在一定程度上满足 消息队列 的需求
• 但整体来说，对于一些复杂的消息处理场景中，这俩命令还是有一定的局限性