Redis 有序集合 zset （ sorted set ）

【一】简介

 Redis 有序集合 zset 与普通集合 set 非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。

不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（ score ），这个评分（ score ）被用来按照从最低分到最高分的方式排序集合中的成员。集合的成员是唯一的，但是评分可以是重复了。

 因为元素是有序的，所以你也可以很快的根据评分（ score ）或者次序（ position ）来获取一个范围的元素。

访问有序集合的中间元素也是非常快的，因此你能够使用有序集合作为一个没有重复成员的智能列表。

【二】数据结构

 SortedSet （ zset ）是 Redis 提供的一个非常特别的数据结构，一方面它等价于 Java 的数据结构 Map < String , Double > ，可以给每一个元素 value 赋予一个权重 score，另一方面它又类似于 TreeSet，内部的元素会按照权重 score 进行排序，可以得到每个元素的名次，还可以通过 score 的范围来获取元素的列表。

 Zset 底层使用了两个数据结构：

•  hash ， hash 的作用就是关联元素 value 和权重 score ，保障元素 value 的唯一性，可以通过元素 value 找到相应的 score 值。
• 跳跃表，跳跃表的目的在于给元素 value 排序，根据 score 的范围获取元素列表。

【三】跳跃表

1. 简介

有序集合在生活中比较常见，例如根据成绩对学生排名，根据得分对玩家排名等。对于有序集合的底层实现，可以用数组、平衡树、链表等。数组不便元素的插入、删除；平衡树或红黑树虽然效率高但结构复杂；链表查询需要遍历所有效率低。Redis 采用的是跳跃表，跳跃表效率堪比红黑树，实现远比红黑树简单。

2. 实例

对比有序链表和跳跃表，从链表中查询出 51：

有序链表：

1 >> 11 >> 21 >> 31 >> 41 >> 51 >> 61 >> NULL

要查找的值为51的元素，需要从第一个元素开始依次查找、比较才能找到。共需6次比较。

跳跃表：

第2层        1  >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>   41

第1层        1  >>>>>>>>>> 21  >>>>>>>>>>  41  >>>>>>>>>>  61 >>>> NULL

第0层        1 >>>> 11 >>>> 21 >>>> 31 >>>> 41 >>>> 51 >>>> 61 >>>> NULL

• 从第二层开始，1节点比51节点小，向后比较
• 41节点比51节点小，来到下一层
• 向后比较，61节点比51节点大，来到下一层
• 直接取到51节点，共查找三次

【四】常用命令

 zadd ...

将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

 zrange [WITHSCORES]

返回有序集 key 中，下标在 之间的元素。

带 WITHSCORES ，可以让分数一起和值返回到结果集。

 zrangebyscore key minmax [withscores] [limit offset count]

返回有序集 key 中，所有 score 值介于 min 和 max 之间（包括等于 min 或 max ）的成员。

有序集成员按 score 值递增（从小到大）次序排列。

 zrevrangebyscore key maxmin [withscores] [limit offset count]

同上，改为从大到小排列

 zincrby

为元素的 score 加上增量

 zrem

删除该集合下，指定值得元素

 zcount

统计该集合，分数区间内的元素个数

 zrank

返回该值在集合中的排名，从0开始

案例：如何利用zset实现一个文章访问量的排行榜？

通过分数来实现文章的自动排名