Redis对象——集合(Set)

集合类型 (Set) 是一个无序并唯一的键值集合。它的存储顺序不会按照插入的先后顺序进行存储。

集合类型和列表类型的区别如下:

  • 列表可以存储重复元素,集合只能存储非重复元素;
  • 列表是按照元素的先后顺序存储元素的,而集合则是无序方式存储元素的。

一个集合最多可以存储232-1个元素。Redis除了支持集合内的增删改查,同时还支持多个集合取交集、并集、差集,合理地使用好集合类型,能在实际开发中解决很多实际问题。

一、内部实现

集合类型的内部编码有两种:

  • intset(整数集合)):当集合中的元素都是整数且元素个数小于set-maxintset-entries配置(默认512个)时,Redis会选用intset来作为集合的内部实现,从而减少内存的使用。

  • hashtable(哈希表):当集合类型无法满足intset的条件时,Redis会使用hashtable作为集合的内部实现。

有关intset和hashtable这两种redis底层数据结构的具体实现可以参考我的另外两篇文章。

Redis数据结构——整数集合

Redis数据结构——字典

二、常用命令

Redis列表对象常用命令如下表(点击命令可查看命令详细说明)。

命令 说明 时间复杂度
SADD key member [member …] 添加一个或者多个元素到集合(set)里 O(N)
SCARD key 获取集合里面的元素数量 O(1)
SDIFF key [key …] 获得队列不存在的元素 O(N)
SDIFFSTORE destination key [key …] 获得队列不存在的元素,并存储在一个关键的结果集 O(N)
SINTER key [key …] 获得两个集合的交集 O(N*M)
SINTERSTORE destination key [key …] 获得两个集合的交集,并存储在一个关键的结果集 O(N*M)
SISMEMBER key member 确定一个给定的值是一个集合的成员 O(1)
SMEMBERS key 获取集合里面的所有元素 O(N)
SMOVE source destination member 移动集合里面的一个元素到另一个集合 O(1)
SPOP key [count] 删除并获取一个集合里面的元素 O(1)
SRANDMEMBER key [count] 从集合里面随机获取一个元素
SREM key member [member …] 从集合里删除一个或多个元素 O(N)
SUNION key [key …] 添加多个set元素 O(N)
SUNIONSTORE destination key [key …] 合并set元素,并将结果存入新的set里面 O(N)
SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] 迭代set里面的元素 O(1)

三、使用场景

通过上文,我们可以知道集合的主要几个特性,无序、不可重复、支持并交差等操作。因此集合类型比较适合用来数据去重和保障数据的唯一性,还可以用来统计多个集合的交集、错集和并集等,当我们存储的数据是无序并且需要去重的情况下,比较适合使用集合类型进行存储。

3.1 标签系统

集合类型比较典型的使用场景是标签(tag)。

  1. 给用户添加标签。

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    sadd user:1:tags tag1 tag2 tag5
    sadd user:2:tags tag2 tag3 tag5
    ...
    sadd user:k:tags tag1 tag2 tag4
    ...
  1. 给标签添加用户

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    sadd tag1:users user:1 user:3
    sadd tag2:users user:1 user:2 user:3
    ...
    sadd tagk:users user:1 user:2
    ...
  2. 使用sinter命令,可以来计算用户共同感兴趣的标签

    1
    sinter user:1:tags user:2:tags

这种标签系统在电商系统、社交系统、视频网站,图书网站,旅游网站等都有着广泛的应用。例如一个用户可能对娱乐、体育比较感兴趣,另一个用户可能对历史、新闻比较感兴趣,这些兴趣点就是标签。有了这些数据就可以得到喜欢同一个标签的人,以及用户的共同喜好的标签,这些数据对于用户体验以及增强用户黏度比较重要。例如一个社交系统可以根据用户的标签进行好友的推荐,已经用户感兴趣的新闻的推荐等,一个电子商务的网站会对不同标签的用户做不同类型的推荐,比如对数码产品比较感兴趣的人,在各个页面或者通过邮件的形式给他们推荐最新的数码产品,通常会为网站带来更多的利益。

3.2 抽奖系统

Redis集合的 SPOP(随机移除并返回集合中一个或多个元素)SRANDMEMBER(随机返回集合中一个或多个元素) 命令可以帮助我们实现一个抽奖系统

如果允许重复中奖,可以使用SRANDMEMBER 命令

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//添加抽奖名单
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Tom
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Jerry
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 John
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Marry
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Sean
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Lindy
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Echo
(integer) 1

//抽取三等奖3个
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER lucky:1 3
1) "John"
2) "Echo"
3) "Lindy"
//抽取二等奖2个
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER lucky:1 2
1) "Sean"
2) "Lindy"
//抽取一等奖1个
127.0.0.1:6379> SRANDMEMBER lucky:1 1
1) "Tom"

如果不允许重复中奖,可以使用 SPOP 命令

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//添加抽奖名单
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Tom
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Jerry
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 John
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Marry
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Sean
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Lindy
(integer) 1
127.0.0.1:6379> SADD lucky:1 Echo
(integer) 1

//抽取三等奖3个
127.0.0.1:6379> SPOP lucky:1 3
1) "John"
2) "Echo"
3) "Lindy"
//抽取二等奖2个
127.0.0.1:6379> SPOP lucky:1 2
1) "Sean"
2) "Marry"
//抽取一等奖1个
127.0.0.1:6379> SPOP lucky:1 1
1) "Tom"

注意:

Redis 2.6版本开始SRANDMEMBER命令支持Count参数。

Redis 3.2版本开始SRANDMEMBER命令支持Count参数。

其余低版本一次只能获取一个随机元素。

小结

本篇文章我们总结了Redis 集合对象的内部实现、常用命令以及常用的一些场景,那么大家在项目中对Redis集合对象的使用都有哪些场景呢,欢迎在评论区给我留言和分享,我会第一时间反馈!我们共同学习与进步!

参考

《Redis设计与实现》

《Redis开发与运维》

《Redis官方文档》

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