【Redis】List 列表

初识列表

列表类型，用于存储多个字符串。在操作和实现上，类似 C++ 的双端队列，支持随机访问(O(N))，头插头删尾插尾删(O(1))，详细可参看【C++】deque 双端队列

大致实现为，使用一个数组，其中每个元素都是一个数组指针。从数组中间开始插入元素，头插则从中间往前插入，尾插则从中间往后插入

Redis 实现的列表如下图，有相对顺序，规定左边为头，下标从0开始，如下图。每个元素从左到右构成一个有序的列表，此处的有序是有顺序，不是排序。列表的每个字符串称为元素，允许有重复的值，一个列表最多存储 2³² - 1 个元素。
功能上，支持从两端插入（push）和弹出（pop），还可以获取指定范围的元素列表，获取指定索引下标的元素，常被用于实现栈或队列

常用命令

lpush

将一个或多个元素从左侧插入（头插）到 list 中。left push

lpush key element [element …]

返回值：完成插入操作后，list 的长度
示例：

127.0.0.1:6379> lpush list1 1 2 3 4
(integer) 4

lpushx

在 key 存在时才能将一个或多个元素从左侧插入（头插）到 list 中，不存在 key 则直接返回。left push exist

lpushx key element [element …]

返回值：完成插入操作后，list 的长度
示例：

127.0.0.1:6379> lpushx list1 6 7 8 9
(integer) 8
127.0.0.1:6379> lpushx list2 1234
(integer) 0

lrange

获取指定范围的 list 的元素，从 start 到 stop，左闭右闭
其中 start 和 stop 的值可正可负，负数则表示倒数，-1 表示倒数第一个数，-2 代表倒数第二个数，以此类推

PS：lrange 是 list range，而不是 left range，而是 ，所以没有 rrange

lrange key start stop

返回值：指定区间的元素
备注：如果指定的区间不存在或无值，则返回空。若指定的区间有部分越界，并不会报错，而是把能返回的值返回
示例：

127.0.0.1:6379> lrange list2 0 -1
(empty array)
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "9"
2) "8"
3) "7"
4) "6"
5) "4"
6) "3"
7) "2"
8) "1"
127.0.0.1:6379> lrange list1 100 300
(empty array)
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 300
1) "9"
2) "8"
3) "7"
4) "6"
5) "4"
6) "3"
7) "2"
8) "1"

因为插入元素时使用的是 lpush 和 lpushx，会将元素从左往右依次插入

rpush

将一个或者多个元素从右侧插入（尾插），right push

rpushx key element [element …]

返回值：插入后 list 的长度
示例：

127.0.0.1:6379> rpush key2 1 2 3 4
(integer) 4
127.0.0.1:6379> lrange key2 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"

rpushx

在 key 存在时才能将一个或多个元素从右侧插入（尾插）到 list 中，不存在 key 则直接返回。reft push exist

rpushx key element [element …]

返回值：完成插入操作后，list 的长度
示例：

127.0.0.1:6379> rpush key2 6 7 8 9
(integer) 8
127.0.0.1:6379> lrange key2 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "6"
6) "7"
7) "8"
8) "9"

lpop & rpop

lpop

从 list 的左侧取出元素（头删），left pop

lpop key

返回值：取出的元素或者 nil
示例：

127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "9"
2) "8"
3) "7"
4) "6"
5) "4"
6) "3"
7) "2"
8) "1"
127.0.0.1:6379> lpop list1
"9"
127.0.0.1:6379> lpop list1
"8"
127.0.0.1:6379> lpop list1
"7"
127.0.0.1:6379> lpop list1
"6"
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "4"
2) "3"
3) "2"
4) "1"

rpop

从 list 右侧取出元素（尾删），right pop

rpop key

返回值：取出的元素或 nil
示例：

127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
1) "4"
2) "3"
3) "2"
4) "1"
127.0.0.1:6379> rpop list1
"1"
127.0.0.1:6379> rpop list1
"2"
127.0.0.1:6379> rpop list1
"3"
127.0.0.1:6379> rpop list1
"4"
127.0.0.1:6379> rpop list1
(nil)
127.0.0.1:6379> lrange list1 0 -1
(empty array)

lindex

获取从左往右数下标为 index 的元素，list index
index 支持正数或负数，负数则表示倒数第 index 个

lindex key index

返回值：取出的元素或者 nil
示例：

127.0.0.1:6379> lrange key2 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"
4) "4"
5) "6"
6) "7"
7) "8"
8) "9"
127.0.0.1:6379> lindex key2 0
"1"
127.0.0.1:6379> lindex key2 1
"2"
127.0.0.1:6379> lindex key2 -1
"9"
127.0.0.1:6379> lindex key2 -2
"8"

linsert

在特定位置插入元素，list insert

linsert key <before | after> pivot element

返回值：插入后 list 的长度
备注：pivot 是列表中存在的数，可选择在其前插入或其后插入，若列表不存在该数，则返回 -1。如果列表存在多个 pivot，因为是从左往右遍历，只会找到第一个
示例：

127.0.0.1:6379> lrange key1 0 -1
1) "7"
2) "6"
3) "5"
4) "3"
5) "4"
6) "3"
7) "2"
8) "1"
127.0.0.1:6379> linsert key1 before 3 100
(integer) 9
127.0.0.1:6379> lrange key1 0 -1
1) "7"
2) "6"
3) "5"
4) "100"
5) "3"
6) "4"
7) "3"
8) "2"
9) "1"
127.0.0.1:6379> linsert key1 after 3 200
(integer) 10
127.0.0.1:6379> lrange key1 0 -11) "7"2) "6"3) "5"4) "100"5) "3"6) "200"7) "4"8) "3"9) "2"
10) "1"
127.0.0.1:6379> linsert key1 after 10 200
(integer) -1

llen

获取 list 的长度，list len

llen key

返回值：list 的长度
示例：

127.0.0.1:6379> lrange key1 0 -11) "7"2) "6"3) "5"4) "100"5) "3"6) "200"7) "4"8) "3"9) "2"
10) "1"
127.0.0.1:6379> llen key1
(integer) 10

阻塞操作 —— blpop & brpop

blpop 和 brpop 是 lpop 和 rpop 的阻塞版本，block left pop 和 block right pop

blpop key [key …] timeout
brpop key [key …] timeout

作用基本一致，但有以下区别：

1. 在列表有元素的情况下，阻塞版本和非阻塞的表现是一致的，都直接取出元素并返回。但如果列表没有元素，非阻塞版本会直接返回 nil，而阻塞版本会根据 timeout，阻塞一段时间，期间 Redis 服务端可以执行其他命令，但执行该命令的客户端会进行阻塞状态
2. blpop 和 brpop 可以支持取出多个列表的元素，如果设置了多个列表，那么会从左往右依次尝试进行取出操作，一旦有一个列表不为空，可以弹出元素，则进行弹出操作并返回元素。即并不是弹出多个列表的元素，而是从这些列表中弹出一个元素
3. 如果多个客户端同时对同一个列表进行阻塞弹出操作，则最先执行命令的客户端会先尝试进行弹出操作，如果列表为空，则都阻塞，直到列表有元素，也是最先执行命令的客户端可以弹出元素
4. timeout 单位为秒

示例：

127.0.0.1:6379> keys *
1) "key2"
2) "key1"
127.0.0.1:6379> lrange key1 0 -1
1) "4"
2) "3"
3) "2"
4) "1"
127.0.0.1:6379> lrange key2 0 -1
1) "1"
2) "1"
3) "11"
127.0.0.1:6379> blpop key1 key2 10
1) "key1"
2) "4"
127.0.0.1:6379> blpop key3 key2 10
1) "key2"
2) "1"

内部编码

在旧版本时，列表的内部编码有两种：

• ziplist（压缩列表）：当列表的元素个数小于 list-max-ziplist-entries 配置（默认 512 个），同时列表中每个元素的长度都小于 list-max-ziplist-value 配置（默认 64 字节）时，Redis 会选用 ziplist 来作为列表的内部编码实现来减少内存消耗。
• linkedlist（链表）：当列表类型无法满足 ziplist 的条件时，Redis 会使用 linkedlist 作为列表的内部实现。

在较新版本，列表的内部编码统一使用 quicklist 实现

127.0.0.1:6379> object encoding key1
"quicklist"

应用场景

模拟栈或队列

列表使用双端队列，两端的插入和删除很高效，而栈和队列都是操作受限的队列，双端队列非常适合实现，C++ 的 STL 也是如此，queue 和 stack 的底层都使用 deque（双端队列）实现

• 当只使用同一端操作时，即 lpush & lpop 或 rpush & rpop 即可模拟栈
• 当只使用对端相反操作时，即 lpush & rpop 或 rpush & lpop 即可模拟队列

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消息队列

如下图所示

Redis 可使用 lpush + brpop 命令组合实现经典的阻塞式生产者 - 消费者模型队列，生产者客户端使用 lpush 从列表左侧插入元素，多个消费者客户端使用 brpop 命令，阻塞式地从队列中取出元素。通过多个客户端来保证消费的负载均衡和高可用性

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分频道的消息队列

如图下图所示

Redis 同样使用 lpush + brpop 命令，但通过不同的键模拟频道的概念，不同的消费者可以通过 brpop 获取不同的键值，实现订阅不同频道的理念。

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