Redis Sorted Set类型介绍

Sorted set是Redis的一种数据类型，与set类型和hash类型的混合相似。同set类型一样，sorted set中的元素都是惟一的，不能重复的字作串元素。所以在某些场景下，sorted set类型同set类型一样。

但是set类型对象中元素是无序的，而sorted set类型对象中的每个元素都与一个叫做score的浮点值相关联（这也是为什么说它与hash类型相似，因为它的每个元素同样都映射一个值）。

此外，sorted set中的元素是按次序被取出的（所以他们不是基于请求被排序的，有序性是sorted set数据结构的一个特征）。sorted set中的元素按照如下规则排序：

  • 如果A元素与B元素对应的score值不一样，那么对应score大的那个元素大。
  • 如果A元素与B元素对应的score值相同，那么按字典顺序比较A与B字符串（A字符串与B字符串是不可能相等的，因为sorted set中元素惟一）。

让我们以一个简单的例子开始，添加一些黑客的名字作为sorted set的元素，用他们的出生的年作为score值：

>zadd hackers 1940 "Alan Kay"
(integer) 1
>zadd hackers 1957 "Sophie Wilson"
(integer) 1
>zadd hackers 1949 "Anita Borg"
(integer) 1
>zadd hackers 1965 "Yukihiro Matsumoto"
(integer) 1
>zadd hackers 1914 "Hedy Lamarr"
(integer) 1
>zadd hackers 1916 "Claude Shannon"
(integer) 1
>zadd hackers 1969 "Linus Torvalds"
(integer) 1
>zadd hackers 1912 "Alan Turing"
(integer) 1

正如你看到的，ZADD命令与SADD命令类似，但是多取了一个参数（放在要添加元素之前），就是score。ZADD命令也支持批量操作，所以即使上面的例子没用，你也可以自由的指定多个score-value对。

对于此sorted set，要返回一个按照黑客出生年排序的黑客列表是无意义的，因为实际上，他们已结排过序了。

注：Redis Sorted set是通过双端品数据结构实现的，包含一个skip list 和 一个hash组成，所以我们在sorted set上添加一个元素操作的时间复杂度为O(log(N))。这样虽然很好，但是当我们请求对元素进行排序的时候，redis将什么都不会做，因为已经排过序了：

>zrange hackers 0 -1
1)"Alan Turing"
2)"Hedy Lamarr"
3)"Claude Shannon"
4)"Alan Kay"
5)"Anita Borg"
6)"Richard Stallman"
7)"Sophie Wilson"
8)"Yukihiro Matsumoto"
9)"Linus Torvalds"

注：0和-1表示从索引为0的元素到最后一个元素（同LRANGE命令相似）。

如果想要与现有排序相反，如从年轻到到最老的，可以使用ZREVRANGE命令。

>zrevrange hackers 0 -1
1)"Linus Torvalds"
2)"Yukihiro Matsumoto"
3)"Sophie Wilson"
4)"Richard Stallman"
5)"Anita Borg"
6)"Alan Kay"
7)"Claude Shannon"
8)"Hedy Lamarr"
9)"Alan Turing"

也可以连同score一块输出，使用WITHSCORES参数：

>zrange hackers 0 -1 withscores
1)"Alan Turing"
2)"1912"
3)"Hedy Lamarr"
4)"1914"
5)"Claude Shannon"
6)"1916"
7)"Alan Kay"
8)"1940"
9)"Anita Borg"
10)"1949"
11)"Richard Stallman"
12)"1953"
13)Sophie Wilson"
14)"1957"
15)"Yukihiro Matsumoto"
16)"1965"
17)"Linus Torvalds"
18)"1969"

范围操作

ZRANGEBYSCORE命令可用于范围查询操作，如获取出生的年小于等于1950的个体：

>zrangebyscore hackers -inf 1950
1)"Alan Turing"
2)"Hedy Lamarr"
3)"Claude Shannon"
4)"Alan Kay"
5)"Anita Borg"

这个命令或解释为我们向Redis请求返回所有score值在负无穷和1950（两端边界都包含）之间的元素。-inf表示负无穷。

ZREMRANGEBYSCORE命令可用于范围删除操作，如要删除出生年在1940和1960之间的黑客：

>zremrangebyscore hackers 1940 1960
(integer) 4

ZREMRANGEBYSCORE也许不是最好命令名称，但却非常有用，并且返回被删除元素的个数。

另外一个对于sorted set元素极其有用的操作ZRANK是获取排名操作，用于获取元素在sorted set集合中的位置：

>zrank hackers "Linus Torvalds"
(integer) 4

同样的，ZREVRANK命令为获取元素从相反方向开始的位置。

Lexicographical（词典顺序的） scores

在Redis 2.8中，新增了一个可以按词典顺序排序的功能。sorted set所有元素的词典顺序比较使用C语言的memcmp函数，没有做任何调整，可以放心使用，任何Redis实例都会给出相同的结果。

用于sorted set词典相关命令主要有：ZRANGEBYLEX,ZREVRANGEBYLEX,ZREMRANGEBYLEX和ZLEXCOUNT。

>zadd hackers01 0 "Alan Kay" 0 "Sophie Wilson" 0 "Richard Stallman" 0 "Anita Borg" 0 "Yukihiro Matsumoto" 0 "Hedy Lamarr" 0 "Claude Shannon" 0 "Linus Torvalds" 0 "Alan Turing"
(integer) 9

由于Sorted set的排序规则，这上面的元素都已经按照词典顺序排序过了：

>zrange hackers 0 -1
1)"Alan Kay"
2)"Alan Turing"
3)"Anita Borg"
4)"Claude Shannon"
5)"Hedy Lamarr"
6)"Linus Torvalds"
7)"Richard Stallman"
8)"Sophie Wilson"
9)"Yukihiro Matsumoto"

我们可以使用ZRANGEBYLEX命令根据词典顺序获取一定范围的值：

>zrangebylex hackers [B [P
1)"Claude Shannon"
2)"Hedy Lamarr"
3)"Linus Torvalds"

更新score:排行榜

关于sorted set集合最后要注意的是：Sorted set的scores在任何时候都可能被更改。仅仅需要调用ZADD添加一个集合中已存在的元素，Redis就会自动做一个时间复杂度为O(log(N))的更改sorted set的scores和位置的操作。因此，sorted set适用于需要大量更新操作的场景。

注：因为这个特征，一个通常使用场景就是排行榜。