--- title: redis入门知识第8篇-sorted_set数据类型的基本操作 date: 2023-01-30 23:58:00 +0800 categories: [redis] tags: [] pin: false --- ## 一、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： ![08-00.png](../img/08-01.png) `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](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/447/) [02-redis入门知识第2篇-redis的安装与测试](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/454/) [03-redis入门知识第3篇-redis的基本操作与数据类型](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/460/) [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](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/463/) [05-redis入门知识第5篇-hash数据类型与基本操作](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/465/) [06-redis入门知识第6篇-list 类型以及基本操作](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/467/) [07-redis入门知识第7篇-set数据类型的基本操作](https://blog.jkdev.cn/index.php/archives/486/) ## 二、sorted_set 数据类型的基本操作 ### 2.1 添加数据 ```shell zadd key score1 member1 [score2 member2] ``` ### 2.2 获取全部数据 ```shell # 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 ```shell 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 ```shell # 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 ```shell # 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 ```shell # 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 ```shell # 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 ```shell # 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 ```shell # 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 ```shell # 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 ![08-01.png](../img/08-02.png) 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 ```shell # 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 ![08-02.png](../img/08-03.png) ## 三、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 - 获取数据对应索引的排名 ```shell # 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 ```shell # 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 ```shell # 添加测试数据 zadd movies 143 aa 97 bb 201 cc ``` ## 四、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 ## 五、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 ```shell time ``` ## 六、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 ```shell # 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 ```shell 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 ```shell 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 ```shell 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