前言

列表（list）類型是用來存儲多個 有序 的 字符串燎悍。在 Redis 中，可以對列表的 兩端 進行 插入（push）和 彈出（pop）操作盼理，還可以獲取 指定范圍 的 元素列表谈山、獲取 指定索引下標 的 元素 等。

image

列表 是一種比較 靈活 的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)宏怔，它可以充當 棧 和 隊列 的角色勾哩，在實際開發(fā)上有很多應(yīng)用場景。

如圖所示举哟，a思劳、b、c妨猩、d潜叛、e 五個元素 從左到右 組成了一個 有序的列表，列表中的每個字符串稱為 元素（element），一個列表最多可以存儲 2 ^ 32 - 1 個元素威兜。

• 列表的 插入 和 彈出 操作

image

• 列表的 獲取销斟、截取 和 刪除 操作

image

正文

1. 相關(guān)命令

下面將按照對 列表 的 5 種 操作類型 對命令進行介紹：

image

1.1. 添加命令

1.1.1. 從右邊插入元素

rpush key value [value ...]

下面代碼 從右向左 插入元素 c、b椒舵、a：

127.0.0.1:6379> rpush listkey c b a
(integer) 3

lrange 0 -1 命令可以 從左到右 獲取列表的 所有元素：

127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "c"
2) "b"
3) "a"

1.1.2. 從左邊插入元素

lpush key value [value ...]

使用方法和 rpush 相同蚂踊，只不過從 左側(cè)插入，這里不再贅述笔宿。

1.1.3. 向某個元素前或者后插入元素

linsert key before|after pivot value

linsert 命令會從 列表 中找到 第一個 等于 pivot 的元素犁钟，在其 前（before）或者 后（after）插入一個新的元素 value，例如下面操作會在列表的 元素 b 前插入 redis：

127.0.0.1:6379> linsert listkey before b redis
(integer) 4

返回結(jié)果為 4泼橘，代表當前 列表 的 長度涝动，當前列表變?yōu)椋?/p>

127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "c"
2) "redis"
3) "b"
4) "a"

1.2. 查詢命令

1.2.1. 獲取指定范圍內(nèi)的元素列表

lrange key start stop

lrange 操作會獲取列表 指定索引 范圍所有的元素。

索引下標 有兩個特點：

• 其一，索引下標 從左到右 分別是 0 到 N-1，但是 從右到左 分別是 -1 到 -N筝闹。

• 其二灸拍，lrange 中的 end 選項包含了 自身，這個和很多編程語言不包含 end 不太相同。

從左到右 獲取列表的第 2 到第 4 個元素，可以執(zhí)行如下操作：

127.0.0.1:6379> lrange listkey 1 3
1) "redis"
2) "b"
3) "a"

從右到左 獲取列表的第 1 到第 3 個元素，可以執(zhí)行如下操作：

127.0.0.1:6379> lrange listkey -3 -1
1) "redis"
2) "b"
3) "a"

1.2.2. 獲取列表指定索引下標的元素

lindex key index

例如當前列表 最后一個 元素為 a：

127.0.0.1:6379> lindex listkey -1
"a"

1.2.3. 獲取列表長度

llen key

例如育苟，下面示例 當前列表長度 為 4：

127.0.0.1:6379> llen listkey
(integer) 4

1.3. 刪除命令

1.3.1. 從列表左側(cè)彈出元素

lpop key

如下操作將 列表 最左側(cè)的元素 c 彈出，彈出后 列表 變?yōu)?redis狈网、b宙搬、a。

127.0.0.1:6379> lpop listkey
"c"
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "redis"
2) "b"
3) "a"

1.3.2. 從列表右側(cè)彈出元素

rpop key

它的使用方法和 lpop 是一樣的拓哺，只不過從列表 右側(cè) 彈出元元素勇垛。

127.0.0.1:6379> lpop listkey
"a"
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "c"
2) "redis"
3) "b"

1.3.3. 刪除指定元素

lrem key count value

lrem 命令會從 列表 中找到 等于 value 的元素進行 刪除，根據(jù) count 的不同分為三種情況：

• count > 0：從左到右士鸥，刪除最多 count 個元素闲孤。

• count < 0：從右到左，刪除最多 count 絕對值 個元素烤礁。

• count = 0讼积，刪除所有。

例如向列表 從左向右 插入 5 個 a脚仔，那么當前 列表 變?yōu)?“a a a a a redis b a”勤众，下面操作將從列表 左邊 開始刪除 4 個為 a 的元素：

127.0.0.1:6379> lrem listkey 4 a
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "a"
2) "redis"
3) "b"
4) "a"

1.3.4. 按照索引范圍修剪列表

127.0.0.1:6379> ltrim listkey 1 3
OK
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "redis"
2) "b"
3) "a"

1.4. 修改命令

1.4.1. 修改指定索引下標的元素

修改 指定索引下標 的元素：

lset key index newValue

下面操作會將列表 listkey 中的第 3 個元素設(shè)置為 mysql：

127.0.0.1:6379> lset listkey 2 mysql
OK
127.0.0.1:6379> lrange listkey 0 -1
1) "redis"
2) "b"
3) "mysql"

1.5. 阻塞操作命令

阻塞式彈出 操作的命令如下：

blpop key [key ...] timeout
brpop key [key ...] timeout

blpop 和 brpop 是 lpop 和 rpop 的 阻塞版本，它們除了 彈出方向 不同鲤脏，使用方法 基本相同们颜，所以下面以 brpop 命令進行說明吕朵， brpop 命令包含兩個參數(shù)：

• key[key...]：一個列表的 多個鍵。

• timeout：阻塞 時間（單位：秒）窥突。

對于 timeout 參數(shù)努溃，要氛圍 列表為空 和 不為空 兩種情況：

• 列表為空

如果 timeout = 3，那么 客戶端 要等到 3 秒后返回阻问，如果 timeout = 0梧税，那么 客戶端 一直 阻塞 等下去：

127.0.0.1:6379> brpop list:test 3
(nil)
(3.10s)
127.0.0.1:6379> brpop list:test 0
...阻塞...

如果此期間添加了數(shù)據(jù) element1，客戶端 立即返回：

127.0.0.1:6379> brpop list:test 3
1) "list:test"
2) "element1"
(2.06s)

• 列表不為空：客戶端會 立即返回称近。

127.0.0.1:6379> brpop list:test 0
1) "list:test"
2) "element1"

在使用 brpop 時第队，有以下兩點需要注意：

• 其一，如果是 多個鍵煌茬，那么 brpop 會 從左至右 遍歷鍵斥铺，一旦有 一個鍵 能 彈出元素彻桃，客戶端 立即返回：

127.0.0.1:6379> brpop list:1 list:2 list:3 0
..阻塞..

此時另一個 客戶端 分別向 list:2 和 list:3 插入元素：

client-lpush> lpush list:2 element2
(integer) 1
client-lpush> lpush list:3 element3
(integer) 1

客戶端 會立即返回 list:2 中的 element2坛善，因為 list:2 最先有 可以彈出 的元素。

127.0.0.1:6379> brpop list:1 list:2 list:3 0
1) "list:2"
2) "element2"

• 其二邻眷，如果 多個客戶端 對 同一個鍵 執(zhí)行 brpop眠屎，那么 最先執(zhí)行 brpop 命令的 客戶端 可以 獲取 到彈出的值。

按先后順序在 3 個客戶端執(zhí)行 brpop 命令：

• 客戶端1：

client-1> brpop list:test 0
...阻塞...

• 客戶端2：

client-2> brpop list:test 0
...阻塞...

• 客戶端3：

client-3> brpop list:test 0
...阻塞...

此時另一個 客戶端 lpush 一個元素到 list:test 列表中：

client-lpush> lpush list:test element
(integer) 1

那么 客戶端 1 會獲取到元素肆饶，因為 客戶端 1 最先執(zhí)行 brpop 命令改衩，而 客戶端 2 和 客戶端 3 會繼續(xù) 阻塞。

client> brpop list:test 0
1) "list:test"
2) "element"

有關(guān) 列表 的 基礎(chǔ)命令 已經(jīng)介紹完了驯镊，下表是相關(guān)命令的 時間復(fù)雜度：

image

2. 內(nèi)部編碼

列表類型的 內(nèi)部編碼 有兩種：

2.1. ziplist（壓縮列表）

當列表的元素個數(shù) 小于 list-max-ziplist-entries 配置（默認 512 個）葫督，同時列表中 每個元素 的值都 小于 list-max-ziplist-value 配置時（默認 64 字節(jié)），Redis 會選用 ziplist 來作為 列表 的 內(nèi)部實現(xiàn) 來減少內(nèi)存的使用板惑。

2.2. linkedlist（鏈表）

當 列表類型 無法滿足 ziplist 的條件時橄镜， Redis 會使用 linkedlist 作為 列表 的 內(nèi)部實現(xiàn)。

2.3. 編碼轉(zhuǎn)換

下面的示例演示了 列表類型 的 內(nèi)部編碼冯乘，以及相應(yīng)的變化洽胶。

• 當元素 個數(shù)較少 且 沒有大元素 時，內(nèi)部編碼 為 ziplist：

127.0.0.1:6379> rpush listkey e1 e2 e3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> object encoding listkey
"ziplist"

• 當元素個數(shù)超過 512 個裆馒，內(nèi)部編碼 變?yōu)?linkedlist：

127.0.0.1:6379> rpush listkey e4 e5 ... e512 e513
(integer) 513
127.0.0.1:6379> object encoding listkey
"linkedlist"

• 當某個元素超過 64 字節(jié)姊氓，內(nèi)部編碼 也會變?yōu)?linkedlist：

127.0.0.1:6379> rpush listkey "one string is bigger than 64 byte..."
(integer) 4
127.0.0.1:6379> object encoding listkey
"linkedlist"

Redis3.2 版本提供了 quicklist 內(nèi)部編碼，簡單地說它是以一個 ziplist 為 節(jié)點 的 linkedlist喷好，它結(jié)合了 ziplist 和 linkedlist 兩者的優(yōu)勢翔横，為 列表類型 提供了一種更為優(yōu)秀的 內(nèi)部編碼 實現(xiàn)，它的設(shè)計原理可以參考 Redis 的另一個作者 Matt Stancliff 的博客 redis-quicklist梗搅。

3. 應(yīng)用場景

3.1. 消息隊列

通過 Redis 的 lpush + brpop 命令組合禾唁，即可實現(xiàn) 阻塞隊列舔亭。如圖所示：

image

生產(chǎn)者客戶端 使用 lrpush 從列表 左側(cè)插入元素，多個消費者客戶端 使用 brpop 命令 阻塞式 的 “搶” 列表 尾部 的元素蟀俊，多個客戶端 保證了消費的 負載均衡 和 高可用性钦铺。

3.2. 文章列表

每個 用戶 有屬于自己的 文章列表，現(xiàn)需要 分頁 展示文章列表肢预。此時可以考慮使用 列表矛洞，因為列表不但是 有序的，同時支持 按照索引范圍 獲取元素烫映。

• 每篇文章使用 哈希結(jié)構(gòu) 存儲沼本，例如每篇文章有 3 個屬性 title、timestamp锭沟、content：

hmset acticle:1 title xx timestamp 1476536196 content xxxx
hmset acticle:2 title yy timestamp 1476536196 content yyyy
...
hmset acticle:k title kk timestamp 1476512536 content kkkk

• 向用戶文章列表 添加文章抽兆，user:{id}:articles 作為用戶文章列表的 鍵：

lpush user:1:acticles article:1 article:3 article:5
lpush user:2:acticles article:2 article:4 article:6
...
lpush user:k:acticles article:7 article:8

• 分頁 獲取 用戶文章列表，例如下面 偽代碼 獲取用戶 id=1 的前 10 篇文章：

articles = lrange user:1:articles 0 9
for article in {articles}
    hgetall {article}

使用 列表 類型 保存 和 獲取 文章列表會存在兩個問題：

• 第一：如果每次 分頁 獲取的 文章個數(shù)較多族淮，需要執(zhí)行多次 hgetall 操作辫红，此時可以考慮使用 Pipeline 進行 批量獲取，或者考慮將文章數(shù)據(jù) 序列化為字符串 類型祝辣，使用 mget 批量獲取贴妻。

• 第二：分頁 獲取 文章列表 時， lrange 命令在列表 兩端性能較好蝙斜，但是如果 列表較大名惩，獲取列表 中間范圍 的元素 性能會變差。此時可以考慮將列表做 二級拆分孕荠，或者使用 Redis 3.2 的 quicklist 內(nèi)部編碼實現(xiàn)娩鹉，它結(jié)合 ziplist 和 linkedlist 的特點，獲取列表 中間范圍 的元素時也可以 高效完成稚伍。

3.3. 其他場景

實際上列表的使用場景很多弯予，具體可以參考如下：

小結(jié)

本文介紹了 Redis 中的 列表 的 一些 基本命令、內(nèi)部編碼 和 適用場景槐瑞。通過組合不同 命令熙涤，可以把 列表 轉(zhuǎn)換為不同的 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 使用。

參考

《Redis 開發(fā)與運維》

歡迎關(guān)注技術(shù)公眾號： 零壹技術(shù)棧

零壹技術(shù)棧

本帳號將持續(xù)分享后端技術(shù)干貨困檩，包括虛擬機基礎(chǔ)祠挫，多線程編程，高性能框架悼沿，異步等舔、緩存和消息中間件，分布式和微服務(wù)糟趾，架構(gòu)學(xué)習(xí)和進階等學(xué)習(xí)資料和文章慌植。