【Redis 系列】常用数据结构---List类型

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List列表

List相当于数组或者顺序表，列表类型是用来存储多个有序字符串。其中每个字符串被称为元素，一个列表最多可以存储2^32-1个元素。 在redis中，列表基于双向链表实现，所以充当栈和队列的角色，在很多场景中都能得到应用。

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特点：

• 有序性：列表中元素是有序的，所以我们可以通过下标获取元素；通过下标添加或者删除元素
• 可重复性：列表中元素允许重复。
• 高性能操作：头、尾部操作时间复杂度为O(1)，只有对列表中间进行操作时为O(N)（需要遍历）

常用命令

LPUSH 和 RPUSH(增)

LPUSH(头插)作用：将一个或者多个元素从左侧插入到 list 中

lpush key element [element...]

RPUSH(尾插)作用：将一个或者多个元素从右侧插入到 list 中

rpush key element [element...]

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时间复杂度：只插⼊⼀个元素为O(1),插⼊多个元素为O(N),N为插⼊元素个数 返回值：返回插入后list的长度

LPUSHX 和 RPUSHX（增）

LPUSHX 作用：在key存在时，将⼀个或者多个元素从左侧放⼊到list中。不存在，返回0

LPUSHX key element [element ...]

RPUSHX 作用：在key存在时，将⼀个或者多个元素从右侧放⼊到list中。不存在，返回0

RPUSHX key element [element ...]

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时间复杂度：只插⼊⼀个元素为O(1),插⼊多个元素为O(N),N为插⼊元素个数 返回值：返回插入后list的长度，不存在返回0

LRANGE（查）

作用：获取从start到end区间的所有元素，左闭右闭

LRANGE key start end

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时间复杂度：O(N) 返回值：指定区域元素

LPOP 和 RPOP（删）

LPOP(头删)：从list 左侧取出元素（注意：不是删除元素，是从列表取出元素）

LPOP key

RPOP(尾删)：从list 右侧取出元素（注意：不是删除元素，是从列表取出元素）

RPOP key

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返回值：取出的元素或者nil。

LINDEX（查）

作用：获取从左数第index位置的元素

LINDEX key index

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时间复杂度：O(N) 返回值：取出的元素或者nil。

LINSERT(增)

作用：在特定位置插入元素

LINSERT key <before | after> pivot element

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时间复杂度：O(N) 返回值：插⼊后的list⻓度

LLEN

作用：获取list长度

LLEN key

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返回值：list的⻓度

阻塞版本命令

阻塞版本命令和非阻塞版本命令作用基本一致：

• 在列表中有元素的情况下，阻塞版本和非阻塞版本表现一致。 如果列表中没有元素，非阻塞版本会立即返回nil；但阻塞版本会根据timeout,阻塞等待一段时间，在等待期间redis会执行其他命令，但是发出阻塞命令的客户端表现为阻塞状态。
• 命令中如果有多个键，那么从左向右遍历键，一旦有一个键对应的列表有元素，命令立即返回。
• 如果多个客户端同时对同一个键执行pop，那么最先执行命令的客户端得到弹出元素。

blpop 和 lpop

#命令语法
BLPOP key[key ...] timeout 

• 当列表不为空时

lpop user:1:messages ➡ 立即得到元素 x， blpop user:1:messages ➡ 立即得到元素 x 两者表现完全一致

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• 当列表为空时 （timeout=5s）

lpop user:1:messages ➡ 立即返回nil; blpop user:1:messages ➡ 执行命令5s后，返回nil 两者表现不一致。

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• 当列表为空时（timeout=5s），有新元素加入

lpop user:1:messages ➡ 立即返回 nil； blpop user:1:messages ➡ 等待5s期间如果有新元素加入，返回新元素。 两者表现不一致

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内部编码

列表的内部编码只有一种：quicklist（linkedlist+ziplist）

Redis 7.0 对 List 数据类型的内部实现进行了重大重构，主要是为了解决内存碎片问题，7.0之前的版本list内部编码使用ziplist(压缩列表)适用于小列表，根据 list-max-ziplist-size 和 list-max-ziplist-entries 控制内部编码的转化。使用listpack将使内存更加紧凑。

listpack（redis 7.0+）

listpack使用新增配置项：

• list-max-listpack-size(默认值，每个listpack最大8KB)
• list-max-listpack-entries(控制 quicklist 中每个 listpack 节点最多能包含的元素数量)

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quicklist需要的数据太大，这里不好测试，感兴趣的可以自己在redis上测试一下8K的数据（或者使用Lua脚本）。

应用场景

消息队列

Redis可以使⽤lpush+brpop命令组合实现经典的阻塞式⽣产者-消费者模型队列。

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上图清晰展示了生产者-消费者模式的工作流程： 生产者客户端通过LPUSH命令从列表左侧插入元素，而多个消费者客户端则使用BRPOP命令以阻塞方式竞争获取队首元素。 这种多消费者架构确保了消息处理的负载均衡和高可用性。

选择列表类型时总结的参考： 同侧存取：（lpush+lpop或者rpush+rpop）为栈 异侧存取：（lpush+rpop或者rpush+lpop）为队列

完结撒花！🎉

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