一、有序集合對象概述

• 它保留了集合不能有重復成員的特性， 但不同的是，有序集合中的元素可以排序。但是它和列表使用索引下標作為排序依據不同的是，它給每個元素設置一個分數（score）作為排序的依據

• 如下圖所示，該有序集合包含kris、mike、frank、tim、martin、tom， 它們的分數分別是1、91、200、220、250、251，有序集合提供了獲取指定 分數和元素范圍查詢、計算成員排名等功能，合理的利用有序集合，能幫助我們在實際開發中解決很多問題

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• 特點：

• • 有序集合中的鍵被稱為“成員”，成員的值成為“分值”，分值必須為浮點數

  • 散列只能通過鍵訪問元素。但是有序集合既可以通過鍵訪問元素，也可以根據分值以及分值的排列順序來訪問元素的結構

  • 和散列一樣，都是用于存儲鍵值對，鍵值不允許重復

  • 與散列的不同：

• 下圖列出了列表、集合和有序集合三者的異同點：

二、命令

命令

• zadd：添加成員。返回結果代表成功添加成員的個數

• 有關zadd命令有兩點需要注意：

• • nx：member必須不存在，才可以設置成功，用于添加

  • xx：member必須存在，才可以設置成功，用于更新

  • ch：返回此次操作后，有序集合元素和分數發生變化的個數

  • incr：對score做增加，相當于后面介紹的zincrby

  • ?Redis3.2為zadd命令添加了nx、xx、ch、incr四個選項：

  • 有序集合相比集合提供了排序字段，但是也產生了代價，zadd的時間復雜度為O(log(n))，sadd的時間復雜度為O(1)

zadd key score member [score member ...]

?

• zcard：計算成員個數。時間復雜度為O(1)

zcard key

• zscore：計算某個成員的分數。如果成員不存在則返回nil

zscore key member

?

• zrank、zrevrank：計算成員排名。zrank是從分數從低到高返回排名，zrevrank反之。排名從0開始

zrank key member
zrevrank key member

• zrem：刪除成員。返回結果為成功刪除的個數

zrem key member [member ...]

?

• zincrby：增加成員的分數

zincrby key increment member

• zrange、zrevrange：返回指定排名范圍的成員

• • 有序集合是按照分值排名的，zrange是從低到高返回，zrevrange反之

  • 如果加上withscores選項，同時會返 回成員的分數

zrange key start end [withscores]
zrevrange key start end [withscores]

• zrangebyscore、zrevrangebyscore：返回指定分數范圍的成員

• • 其中zrangebyscore按照分數從低到高返回，zrevrangebyscore反之

  • [limit offset count]選項可以限制輸出的起始位置和個數

  • 同時min和max還支持開區間（小括號）和閉區間（中括號），-inf和 +inf分別代表無限小和無限大

zrangebyscore key min max [withscores] [limit offset count]
zrevrangebyscore key max min [withscores] [limit offset count]

?

• zcount：返回指定分數范圍成員個數

zcount key min max

?

• zremrangebyrank：刪除指定排名內的升序元素

zremrangebyrank key start end

?

• zremrangebyscore：刪除指定分數范圍的成員

zremrangebyscore key min max

?

集合間的操作

• 將下圖的兩個有序集合導入到Redis中：

• zinterstore：交集。參數如下：

• • destination：交集計算結果保存到這個鍵

  • numkeys：需要做交集計算鍵的個數

  • key[key...]：需要做交集計算的鍵

  • weights weight[weight...]：每個鍵的權重，在做交集計算時，每個鍵中 的每個member會將自己分數乘以這個權重，每個鍵的權重默認是1

  • aggregate sum|min|max：計算成員交集后，分值可以按照sum（和）、 min（最小值）、max（最大值）做匯總，默認值是sum

zinterstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]]
[aggregate sum|min|max]

• 下面操作對user：ranking：1和user：ranking：2做交集，weights和 aggregate使用了默認配置，可以看到目標鍵user：ranking：1_inter_2對分值 做了sum操作：

• ?如果想讓user：ranking：2的權重變為0.5，并且聚合效果使用max，可以 執行如下操作：

• zunionstore：并集。該命令的所有參數和zinterstore是一致的，只不過是做并集計算

zunionstore destination numkeys key [key ...] [weights weight [weight ...]]
[aggregate sum|min|max]

• 例如 下面操作是計算user：ranking：1和user：ranking：2的并集，weights和 aggregate使用了默認配置，可以看到目標鍵user：ranking：1_union_2對分值 做了sum操作：?

• 下圖給出了有序集合命令的復雜度：

命令	時間復雜度
zadd? keyscoremember[scoremember...]	O(kXlo())，k是添加成員的個數，”是當前有序 集合成員個數
zcard key	0(1)
zscore key member	0(1).
zrank key member arevrank key member	0(og()，”是當前有序集合成員個數
rem key member[member...1	0(k*1og())，k是刪除成員的個數，"是當前有序集 合成員個數
zincrby key increment member	O(log(m))，”是當前有序集合成員個數
zrange key? start? end[withscores] zrevrange key? start end[withscores]	O(log(m)+k),k是要獲取的成員個數，η是當前有 序集合成員個數
zrangebyscore key? min? max[withscores] zrevrangebyscore key max min[withscores]	0(log(m)+k),k是要獲取的成員個數，η是當前有 序集合成員個數
zcount	0(log(n))，"是當前有序集合成員個數
zremrangebyrank key start end	O(log(m)+k),k是要刪除的成員個數，”是當前有 序集合成員個數
zremrangebyscore key min max	O(log(n)+k),k是要刪除的成員個數，是當前有 序集合成員個數
zinterstore destinationnum keys key[key...1	(n*k)+0O(m*log(m))，”是成員數最小的有序集合成 員個數，k是有序集合的個數，m是結果集中成員個數
zunionstore destinationnum keys key[key...]	0()+O(m*log(m)),”是所有有序集合成員個數和, m是結果集中成員個數

三、內部編碼

• 有序集合類型的內部編碼有兩種：

• • ziplist（壓縮列表）：當有序集合的元素個數小于zset-max-ziplistentries配置（默認128個），同時每個元素的值都小于zset-max-ziplist-value配 置（默認64字節）時，Redis會用ziplist來作為有序集合的內部實現，ziplist 可以有效減少內存的使用

  • skiplist（跳躍表）：當ziplist條件不滿足時，有序集合會使用skiplist作 為內部實現，因為此時ziplist的讀寫效率會下降

演示說明

• 當元素個數較少且每個元素較小時，內部編碼為skiplist：

• 當元素個數超過128個，內部編碼變為ziplist

• 當某個元素大于64字節時，內部編碼也會變為skiplist:

四、應用場景

排行榜

• 有序集合比較典型的使用場景就是排行榜系統。例如游戲里經常要對用戶的副本關卡得分，聲望，戰力，段位等做排行榜，榜單的維度可能是多個方面的：按照等級，最后分數更新時間。本節使用等級這個維度，記錄每天用戶副本星級的排行榜。主要需要實現以下4個功能

• ①添加玩家星級。例如玩家mike打副本勝利獲得了3顆星，可以使用有序集合的zadd和zincrby功能：

zadd user:ranking mike 3

• 如果之后再獲得一個星星，可以使用zincrby：

zincrby user:ranking mike 1

• ②取消用戶星級排行信息。由于各種原因（例如用戶注銷、用戶作弊）需要將用戶刪除，此時需要 將用戶從榜單中刪除掉，可以使用zrem。例如刪除成員tom：

zrem user:ranking mike

• ③展示獲取前十名用戶。此功能使用zrevrange命令實現：

zrevrangebyrank user:ranking 0 9

• ④展示用戶信息以及用戶分數。此功能將用戶名作為鍵后綴，將用戶信息保存在哈希類型中，至于用戶的分數和排名可以使用zscore和zrank兩個功能：

hgetall user:info:tom
zscore user:ranking mike
zrank user:ranking mike

時間線

• 在互聯網上，有很多網站都會根據內容的發布時間來對內容進行排序，比如：

• • 博客系統會按照文章發布時間的先后，把最近發布的文章放在前面，而發布時間較早的文章則放 在后面，這樣訪客在瀏覽博客的時候，就可以先閱讀最新的文章，然后再閱讀較早的文章

  • 新聞網站會按照新聞的發布時間，把最近發生的新聞放在網站的前面，而早前發生的新聞則放在網站的后面，這樣當用戶訪問該網站的時候，就可以第一時間查看到最新的新聞報道

  • 諸如微博和Twitter 這樣的微博客都會把用戶最新發布的消息放在頁面的前面，而稍早之前發布的 消息則放在頁面的后面，這樣用戶就可以通過向后滾動網頁，查看最近一段時間自己關注的人都發表了哪些動態