• Redis学习之Sorted-Sets数据类型介绍
    时间:2012-03-23   作者:佚名   出处:互联网

    redis是一个key-value存储系统。和Memcached类似,它支持存储的value类型相对更多,包括string(字符串)、list(链表)、set(集合)和zset(有序集合)。这些数据类型都支持push/pop、add/remove及取交集并集和差集及更丰富的操作,而且这些操作都是原子性的。在此基础上,redis支持各种不同方式的排序。与memcached一样,为了保证效率,数据都是缓存在内存中。区别的是redis会周期性的把更新的数据写入磁盘或者把修改操作写入追加的记录文件,并且在此基础上实现了master-slave(主从)同步。本文将介绍Redis之Sorted-Sets数据类型。

    一、概述:

        Sorted-Sets和Sets类型极为相似,它们都是字符串的集合,都不允许重复的成员出现在一个Set中。它们之间的主要差别是Sorted-Sets中的每一个成员都会有一个分数(score)与之关联,Redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。然而需要额外指出的是,尽管Sorted-Sets中的成员必须是唯一的,但是分数(score)却是可以重复的。
        在Sorted-Set中添加、删除或更新一个成员都是非常快速的操作,其时间复杂度为集合中成员数量的对数。由于Sorted-Sets中的成员在集合中的位置是有序的,因此,即便是访问位于集合中部的成员也仍然是非常高效的。事实上,Redis所具有的这一特征在很多其它类型的数据库中是很难实现的,换句话说,在该点上要想达到和Redis同样的高效,在其它数据库中进行建模是非常困难的。

    二、相关命令列表:

    命令原型 时间复杂度 命令描述 返回值
    ZADD key score member [score] [member]  O(log(N)) 时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量。添加参数中指定的所有成员及其分数到指定key的Sorted-Set中,在该命令中我们可以指定多组score/member作为参数。如果在添加时参数中的某一成员已经存在,该命令将更新此成员的分数为新值,同时再将该成员基于新值重新排序。如果键不存在,该命令将为该键创建一个新的Sorted-Sets Value,并将score/member对插入其中。如果该键已经存在,但是与其关联的Value不是Sorted-Sets类型,相关的错误信息将被返回。 本次操作实际插入的成员数量。
    ZCARD key  O(1) 获取与该Key相关联的Sorted-Sets中包含的成员数量。 返回Sorted-Sets中的成员数量,如果该Key不存在,返回0。
    ZCOUNT key min max O(log(N)+M)  时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量,M则表示min和max之间元素的数量。该命令用于获取分数(score)在min和max之间的成员数量。针对min和max参数需要额外说明的是,-inf+inf分别表示Sorted-Sets中分数的最高值和最低值。缺省情况下,min和max表示的范围是闭区间范围,即min <= score <= max内的成员将被返回。然而我们可以通过在min和max的前面添加"("字符来表示开区间,如(min max表示min < score <= max,而(min (max表示min < score < max 分数指定范围内成员的数量。
    ZINCRBY key increment member  O(log(N)) 时间复杂度中的N表示Sorted-Sets中成员的数量。该命令将为指定Key中的指定成员增加指定的分数。如果成员不存在,该命令将添加该成员并假设其初始分数为0,此后再将其分数加上increment。如果Key不存,该命令将创建该Key及其关联的Sorted-Sets,并包含参数指定的成员,其分数为increment参数。如果与该Key关联的不是Sorted-Sets类型,相关的错误信息将被返回。 以字符串形式表示的新分数。
    ZRANGE key start stop [WITHSCORES]  O(log(N)+M) 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示返回的成员数量。该命令返回顺序在参数start和stop指定范围内的成员,这里start和stop参数都是0-based,即0表示第一个成员,-1表示最后一个成员。如果start大于该Sorted-Set中的最大索引值,或start > stop,此时一个空集合将被返回。如果stop大于最大索引值,该命令将返回从start到集合的最后一个成员。如果命令中带有可选参数WITHSCORES选项,该命令在返回的结果中将包含每个成员的分数值,如value1,score1,value2,score2...。   返回索引在start和stop之间的成员列表。
    ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count]  O(log(N)+M) 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示返回的成员数量。该命令将返回分数在min和max之间的所有成员,即满足表达式min <= score <= max的成员,其中返回的成员是按照其分数从低到高的顺序返回,如果成员具有相同的分数,则按成员的字典顺序返回。可选参数LIMIT用于限制返回成员的数量范围。可选参数offset表示从符合条件的第offset个成员开始返回,同时返回count个成员。可选参数WITHSCORES的含义参照ZRANGE中该选项的说明。最后需要说明的是参数中min和max的规则可参照命令ZCOUNT。 返回分数在指定范围内的成员列表。
    ZRANK key member  O(log(N))   时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量。Sorted-Set中的成员都是按照分数从低到高的顺序存储,该命令将返回参数中指定成员的位置值,其中0表示第一个成员,它是Sorted-Set中分数最低的成员。 如果该成员存在,则返回它的位置索引值。否则返回nil。
    ZREM key member [member ...] O(M log(N)) 时间复杂度中N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示被删除的成员数量。该命令将移除参数中指定的成员,其中不存在的成员将被忽略。如果与该Key关联的Value不是Sorted-Set,相应的错误信息将被返回。 实际被删除的成员数量。
    ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]   O(log(N)+M)  时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示返回的成员数量。该命令的功能和ZRANGE基本相同,唯一的差别在于该命令是通过反向排序获取指定位置的成员,即从高到低的顺序。如果成员具有相同的分数,则按降序字典顺序排序。 返回指定的成员列表。
    ZREVRANK key member  O(log(N)) 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量。该命令的功能和ZRANK基本相同,唯一的差别在于该命令获取的索引是从高到低排序后的位置,同样0表示第一个元素,即分数最高的成员。 如果该成员存在,则返回它的位置索引值。否则返回nil。 
    ZSCORE key member O(1) 获取指定Key的指定成员的分数。 如果该成员存在,以字符串的形式返回其分数,否则返回nil。
    ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count]  O(log(N)+M)  时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示返回的成员数量。该命令除了排序方式是基于从高到低的分数排序之外,其它功能和参数含义均与ZRANGEBYSCORE相同。 返回分数在指定范围内的成员列表。 
    ZREMRANGEBYRANK key start stop  O(log(N)+M) 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示被删除的成员数量。删除索引位置位于start和stop之间的成员,start和stop都是0-based,即0表示分数最低的成员,-1表示最后一个成员,即分数最高的成员。   被删除的成员数量。
    ZREMRANGEBYSCORE key min max  O(log(N)+M) 时间复杂度中的N表示Sorted-Set中成员的数量,M则表示被删除的成员数量。删除分数在min和max之间的所有成员,即满足表达式min <= score <= max的所有成员。对于min和max参数,可以采用开区间的方式表示,具体规则参照ZCOUNT。  被删除的成员数量。


    三、命令示例:

       1. ZADD/ZCARD/ZCOUNT/ZREM/ZINCRBY/ZSCORE/ZRANGE/ZRANK:
        #在Shell的命令行下启动Redis客户端工具。
        /> redis-cli
        #添加一个分数为1的成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 "one"
        (integer) 1
        #添加两个分数分别是2和3的两个成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 2 "two" 3 "three"
        (integer) 2
        #0表示第一个成员,-1表示最后一个成员。WITHSCORES选项表示返回的结果中包含每个成员及其分数,否则只返回成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 WITHSCORES
        1) "one"
        2) "1"
        3) "two"
        4) "2"
        5) "three"
        6) "3"
        #获取成员one在Sorted-Set中的位置索引值。0表示第一个位置。
        redis 127.0.0.1:6379> zrank myzset one
        (integer) 0
        #成员four并不存在,因此返回nil。
        redis 127.0.0.1:6379> zrank myzset four
        (nil)
        #获取myzset键中成员的数量。    
        redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset
        (integer) 3
        #返回与myzset关联的Sorted-Set中,分数满足表达式1 <= score <= 2的成员的数量。
        redis 127.0.0.1:6379> zcount myzset 1 2
        (integer) 2
        #删除成员one和two,返回实际删除成员的数量。
        redis 127.0.0.1:6379> zrem myzset one two
        (integer) 2
        #查看是否删除成功。
        redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset
        (integer) 1
        #获取成员three的分数。返回值是字符串形式。
        redis 127.0.0.1:6379> zscore myzset three
        "3"
        #由于成员two已经被删除,所以该命令返回nil。
        redis 127.0.0.1:6379> zscore myzset two
        (nil)
        #将成员one的分数增加2,并返回该成员更新后的分数。
        redis 127.0.0.1:6379> zincrby myzset 2 one
        "3"
        #将成员one的分数增加-1,并返回该成员更新后的分数。
        redis 127.0.0.1:6379> zincrby myzset -1 one
        "2"
        #查看在更新了成员的分数后是否正确。
        redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 WITHSCORES
        1) "one"
        2) "2"
        3) "two"
        4) "2"
        5) "three"
        6) "3"

       2. ZRANGEBYSCORE/ZREMRANGEBYRANK/ZREMRANGEBYSCORE
        redis 127.0.0.1:6379> del myzset
        (integer) 1
        redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 one 2 two 3 three 4 four
        (integer) 4
        #获取分数满足表达式1 <= score <= 2的成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset 1 2
        1) "one"
        2) "two"
        #获取分数满足表达式1 < score <= 2的成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset (1 2
        1) "two"
        #-inf表示第一个成员,+inf表示最后一个成员,limit后面的参数用于限制返回成员的自己,
        #2表示从位置索引(0-based)等于2的成员开始,去后面3个成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zrangebyscore myzset -inf +inf limit 2 3
        1) "three"
        2) "four"
        #删除分数满足表达式1 <= score <= 2的成员,并返回实际删除的数量。
        redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyscore myzset 1 2
        (integer) 2
        #看出一下上面的删除是否成功。
        redis 127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1
        1) "three"
        2) "four"
        #删除位置索引满足表达式0 <= rank <= 1的成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zremrangebyrank myzset 0 1
        (integer) 2
        #查看上一条命令是否删除成功。
        redis 127.0.0.1:6379> zcard myzset
        (integer) 0
         
       3. ZREVRANGE/ZREVRANGEBYSCORE/ZREVRANK:
        #为后面的示例准备测试数据。
        redis 127.0.0.1:6379> del myzset
        (integer) 0
        redis 127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 one 2 two 3 three 4 four
        (integer) 4
        #以位置索引从高到低的方式获取并返回此区间内的成员。
        redis 127.0.0.1:6379> zrevrange myzset 0 -1 WITHSCORES
        1) "four"
        2) "4"
        3) "three"
        4) "3"
        5) "two"
        6) "2"
        7) "one"
        8) "1"
        #由于是从高到低的排序,所以位置等于0的是four,1是three,并以此类推。
        redis 127.0.0.1:6379> zrevrange myzset 1 3
        1) "three"
        2) "two"
        3) "one"
        #由于是从高到低的排序,所以one的位置是3。
        redis 127.0.0.1:6379> zrevrank myzset one
        (integer) 3
        #由于是从高到低的排序,所以four的位置是0。
        redis 127.0.0.1:6379> zrevrank myzset four
        (integer) 0
        #获取分数满足表达式3 >= score >= 0的成员,并以相反的顺序输出,即从高到底的顺序。
        redis 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore myzset 3 0
        1) "three"
        2) "two"
        3) "one"
        #该命令支持limit选项,其含义等同于zrangebyscore中的该选项,只是在计算位置时按照相反的顺序计算和获取。
        redis 127.0.0.1:6379> zrevrangebyscore myzset 4 0 limit 1 2
        1) "three"
        2) "two"
       
    四、应用范围:

        1). 可以用于一个大型在线游戏的积分排行榜。每当玩家的分数发生变化时,可以执行ZADD命令更新玩家的分数,此后再通过ZRANGE命令获取积分TOP TEN的用户信息。当然我们也可以利用ZRANK命令通过username来获取玩家的排行信息。最后我们将组合使用ZRANGE和ZRANK命令快速的获取和某个玩家积分相近的其他用户的信息。
        2). Sorted-Sets类型还可用于构建索引数据。

    网友留言/评论

    我要留言/评论

    相关文章

    使用Memcache存储一些注意点:Memcache使用了Slab Allocator的内存分配机制:按照预先规定的大小,将分配的内存分割成特定长度的块,以完全解决内存碎片问题
    浅谈Squid在图片存储架构中的应用:将近快一个月没写文章了,太懒散了,今天振作了一下,写了篇关于Squid的文章,Squid作为分布式代理缓存服务器真的非常的棒,希望本文对你有帮助。
    运维必须要知道的几个 Linux 服务器监控命令:如果你是个运维管理同学,如果你想知道你的服务器正在做干什么,你就需要了解一些基本的命令,一旦你精通了这些命令,那你就是一个 专业的 Linux 系统管理员。
    SMTP的相关流程和命令介绍:SMTP(Simple Mail Transfer Protocol)即简单邮件传输协议,它是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则,由它来控制信件的中转方式。SMTP协议属于TCP/IP协议族,它帮助每台计算机在发送或中转信件时找到下一个目的地。通过SMTP协议所指定的服务器,就可以把E-mail寄到收信人的服务器上了,整个过程只要几分钟。SMTP服务器则是遵循SMTP协议的发送邮件服务器,用来发送或中转发出的电子邮件。
    基于Facebook和Flash平台的应用架构解析(三):Flash平台可帮助你构建富用户体验的应用,而Facebook平台可帮助你构建富社会化体验的应用。将二者合而为一,你就可以构建高交互性、富于表现力,并融入了社会化功能的杀手级应用了。
    基于Facebook和Flash平台的应用架构解析(二):Flash平台可帮助你构建富用户体验的应用,而Facebook平台可帮助你构建富社会化体验的应用。将二者合而为一,你就可以构建高交互性、富于表现力,并融入了社会化功能的杀手级应用了。
    基于Facebook和Flash平台的应用架构解析(一):Flash平台可帮助你构建富用户体验的应用,而Facebook平台可帮助你构建富社会化体验的应用。将二者合而为一,你就可以构建高交互性、富于表现力,并融入了社会化功能的杀手级应用了。
    由12306.cn谈谈网站性能技术:12306.cn网站挂了,被全国人民骂了。我这两天也在思考这个事,我想以这个事来粗略地和大家讨论一下网站性能的问题。因为仓促,而且完全基于本人有限的经验和了解,所以,如果有什么问题还请大家一起讨论和指正。(这又是一篇长文,只讨论性能问题,不讨论那些UI,用户体验,或是是否把支付和购票下单环节分开的功能性的东西)
    百万级PHP网站架构工具箱介绍:Poppen.de是德国的一个社交网站,相对Facebook、Flickr来说是一个很小的网站,但它有一个很好的架构,融合了很多技术,今天我们就来了解一下该站点的架构技术。
    memcacheq队列服务安装与原理:  Memcache是一个高性能的分布式的内存对象缓存系统,通过在内存里维护一个统一的巨大的hash表,它能够用来存储各种格式的数据,包括图像、视频、文件以及数据库检索的结果等。简单的说就是将数据调用到内存中,然后从内存中读取,从而大大提高读取速度。