【Redis笔记】Redis Lists

Redis Lists

要说清楚列表数据类型，最好先讲一点儿理论背景，在信息技术界List这个词常常被使用不当。例如”Python Lists”就名不副实（名为Linked Lists），但他们实际上是数组（同样的数据类型在Ruby中叫数组）。

一般意义上讲，列表就是有序元素的序列：10,20,1,2,3就是一个列表。但用数组实现的List和用Linked List实现的List，在属性方面大不相同。

Redis lists基于Linked Lists实现。这意味着即使在一个list中有数百万个元素，在头部或尾部添加一个元素的操作，其时间复杂度也是常数级别的。用LPUSH 命令在十个元素的list头部添加新元素，和在千万元素list头部添加新元素的速度相同。

那么，坏消息是什么？在数组实现的list中利用索引访问元素的速度极快，而同样的操作在linked list实现的list上没有那么快。

Redis Lists用linked list实现的原因是：对于数据库系统来说，至关重要的特性是：能非常快的在很大的列表上添加元素。另一个重要因素是，正如你将要看到的：Redis lists能在常数时间取得常数长度。

如果快速访问集合元素很重要，建议使用可排序集合(sorted sets)。可排序集合我们会随后介绍。

Redis lists 入门

LPUSH 命令可向list的左边（头部）添加一个新元素，而RPUSH命令可向list的右边（尾部）添加一个新元素。最后LRANGE命令可从list中取出一定范围的元素:

> rpush mylist A
(integer) 1
> rpush mylist B
(integer) 2
> lpush mylist first
(integer) 3
> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"
           

注意:LRANGE 带有两个索引，一定范围的第一个和最后一个元素。这两个索引都可以为负来告知Redis从尾部开始计数，因此-1表示最后一个元素，-2表示list中的倒数第二个元素，以此类推。

上面的所有命令的参数都可变，方便你一次向list存入多个值。

> rpush mylist 1 2 3 4 5 "foo bar"
(integer) 9
> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"
4) "1"
5) "2"
6) "3"
7) "4"
8) "5"
9) "foo bar"
           

还有一个重要的命令是pop,它从list中删除元素并同时返回删除的值。可以在左边或右边操作。

> rpush mylist a b c
(integer) 3
> rpop mylist
"c"
> rpop mylist
"b"
> rpop mylist
"a"
           

我们增加了三个元素，并弹出了三个元素，因此，在这最后 列表中的命令序列是空的，没有更多的元素可以被弹出。如果我们尝试弹出另一个元素，这是我们得到的结果：

> rpop mylist
(nil)
           

当list没有元素时，Redis 返回了一个NULL。

List的常用案例

正如你可以从上面的例子中猜到的，list可被用来实现聊天系统。还可以作为不同进程间传递消息的队列。关键是，你可以每次都以原先添加的顺序访问数据。这不需要任何SQL ORDER BY 操作，将会非常快，也会很容易扩展到百万级别元素的规模。

例如在评级系统中，比如社会化新闻网站 reddit.com，你可以把每个新提交的链接添加到一个list，用LRANGE可简单的对结果分页。

在博客引擎实现中，你可为每篇日志设置一个list，在该list中推入博客评论，等等。

Capped lists

修剪(trim)一个已存在的 list，这样 list 就会只包含指定范围的指定元素。start 和 stop 都是由0开始计数的， 这里的 0 是列表里的第一个元素（表头），1 是第二个元素，以此类推。

例如： 

LTRIM foobar 0 2

 将会对存储在 foobar 的列表进行修剪，只保留列表里的前3个元素。

start 和 end 也可以用负数来表示与表尾的偏移量，比如 -1 表示列表里的最后一个元素， -2 表示倒数第二个，等等。

超过范围的下标并不会产生错误：如果 start 超过列表尾部，或者 start > end，结果会是列表变成空表（即该 key 会被移除）。 如果 end 超过列表尾部，Redis 会将其当作列表的最后一个元素。

> rpush mylist 1 2 3 4 5
(integer) 5
> ltrim mylist 0 2
OK
> lrange mylist 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
           

List上的阻塞操作

可以使用Redis来实现生产者和消费者模型，如使用LPUSH和RPOP来实现该功能。但会遇到这种情景：list是空，这时候消费者就需要轮询来获取数据，这样就会增加redis的访问压力、增加消费端的cpu时间，而很多访问都是无用的。为此redis提供了阻塞式访问 BRPOP 和 BLPOP 命令。 消费者可以在获取数据时指定如果数据不存在阻塞的时间，如果在时限内获得数据则立即返回，如果超时还没有数据则返回null, 0表示一直阻塞。

同时redis还会为所有阻塞的消费者以先后顺序排队。

如需了解详细信息请查看 RPOPLPUSH 和 BRPOPLPUSH。

key 的自动创建和删除

目前为止，在我们的例子中，我们没有在推入元素之前创建空的 list，或者在 list 没有元素时删除它。在 list 为空时删除 key，并在用户试图添加元素（比如通过 

LPUSH

）而键不存在时创建空 list，是 Redis 的职责。

这不光适用于 lists，还适用于所有包括多个元素的 Redis 数据类型 – Sets, Sorted Sets 和 Hashes。

基本上，我们可以用三条规则来概括它的行为：

1. 当我们向一个聚合数据类型中添加元素时，如果目标键不存在，就在添加元素前创建空的聚合数据类型。
2. 当我们从聚合数据类型中移除元素时，如果值仍然是空的，键自动被销毁。
3. 对一个空的 key 调用一个只读的命令，比如 

   LLEN

    （返回 list 的长度），或者一个删除元素的命令，将总是产生同样的结果。该结果和对一个空的聚合类型做同个操作的结果是一样的。

规则 1 示例：

> del mylist
(integer) 1
> lpush mylist 1 2 3
(integer) 3
           

但是，我们不能对存在但类型错误的 key 做操作：   > set foo bar OK > lpush foo 1 2 3 (error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value > type foo string

规则 2 示例:

> lpush mylist 1 2 3
(integer) 3
> exists mylist
(integer) 1
> lpop mylist
"3"
> lpop mylist
"2"
> lpop mylist
"1"
> exists mylist
(integer) 0
           

所有的元素被弹出之后， key 不复存在。

规则 3 示例:

> del mylist
(integer) 0
> llen mylist
(integer) 0
> lpop mylist
(nil)