Redis---列表

1. 前言

Redis list（列表）相当于 Java 语言中的 LinkedList 结构，是一个链表而非数组，其插入、删除元素的时间复杂度为 O(1)，但是查询速度欠佳，时间复杂度为 O(n)。

当向列表中添加元素值时，首先需要给这个列表指定一个 key 键，然后使用相应的命令，从列表的左侧（头部）或者右侧（尾部）来添加元素，这些元素会以添加时的顺序排列。一个列表最多可以包含 2^32 - 1 个元素（约 40 亿个元素），当列表弹出最后一个元素时，该结构会被自动删除。

2. 认识Redis列表

Redis 列表的底层存储结构，其实是一个被称为快速链表（quicklist）的结构。当列表中存储的元素较少时，Redis 会使用一块连续的内存来存储这些元素，这个连续的结构被称为 ziplist（压缩列表），它将所有的元素紧挨着一起存储。

压缩列表是 Redis 为节省内存而开发的，它是由一系列特殊编码的连续内存块组成的顺序型数据结构，一个压缩列表了可以包含任意多个节点，每个节点都可以保存一个字符数组或者整数值。

而当数据量较大时，Redis 列表就会是用 quicklist（快速链表）存储元素。Redis 之所以采用两种方法相结合的方式来存储元素。这是因为单独使用普通链表存储元素时，所需的空间较大，会造成存储空间的浪费。因此采用了链表和压缩列表相结合的方式，也就是 quicklist + ziplist，结构如下图：

 如上图 1 所示，将多个 ziplist 使用双向指针串联起来，这样既能满足快速插入、删除的特性，又节省了一部分存储空间。

3. 基本命令演示

下面学习如何使用命令操作 Redis 列表。以下示例演示了如何从列表的左侧、右侧添加和弹出元素。

#从左侧头部插入元素
127.0.0.1:6379> LPUSH www.biancheng.net python
(integer) 1
127.0.0.1:6379> LPUSH www.biancheng.net java c c#
(integer) 4
#查看插入的元素
127.0.0.1:6379> LRANGE www.biancheng.net 0 4
1) "c#"
2) "c"
3) "java"
4) "python"
#从右侧尾部插入元素
127.0.0.1:6379> RPUSH www.biancheng.net "Math"
(integer) 5
127.0.0.1:6379> RPUSH www.biancheng.net "Computer Language"
(integer) 6
#查看元素
127.0.0.1:6379> LRANGE www.biancheng.net 0 6
1) "c#"
2) "c"
3) "java"
4) "python"
5) "Math"
6) "Computer Language"
#在python前面插入元素
127.0.0.1:6379> LINSERT www.biancheng.net BEFORE python Python
(integer) 7
#从左侧弹出元素
127.0.0.1:6379> LPOP www.biancheng.net
"c#"
#从右侧弹出元素
127.0.0.1:6379> RPOP www.biancheng.net
"Computer Language"

4. 队列和栈实现

Redis 列表可以被当做栈、队列来使用，如果列表的元素是“左进右出”那就是队列模型；如果元素是“右进右出”那就是栈模型，示例如下：

1) 右进左出

127.0.0.1:6379> Rpush book c python java
(integer) 3
127.0.0.1:6379> lpop book
"c"
127.0.0.1:6379> lpop book
"python"
127.0.0.1:6379> lpop book
"java"
127.0.0.1:6379> lpop book
(nil)

2) 右进右出

127.0.0.1:6379> RPUSH book  c python java
(integer) 3
127.0.0.1:6379> rpop book
"java"
127.0.0.1:6379> rpop book
"python"
127.0.0.1:6379> rpop book
"c"
127.0.0.1:6379> rpop book
(nil)

除上述模型外，Redis  的列表也常被用作异步队列。使用流程大致如下：一个线程将需要延时处理的任务序列化成字符串，并“塞”进 Redis 列表中，而另外一个线程则以轮询的方式从该列表中读取“任务”。

5. 常用命令