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Redis数据结构-List列表

news 来源：原创 2025/9/10 19:40:59

1.List列表

列表类型适用于存储多个有序的字符串（这里的有序指的是强调数据排列顺序的重要，不是升序降序的意思），列表中的每个字符串称为元素（element），一个列表最多可以存储2^32-1个元素。在Redis中，可以对列表两端插入（push）和弹出（pop），还可以获取指定范围的元素列表，获取指定的索引下标的元素等。列表事宜总比较灵活的数据结构，它可以充当栈和队列的角色，在实际开发商有很多应用场景

1.1 List列表允许两端进行插入和删除操作

1.2列表类型的特点

1.列表中元素是有序的，这意味着可以通过索引下标获取某个元素或者某个范围的元素列表

2.区分获取和删除的区别

3.列表中的元素是允许重复的

2.常见命令

2.1 LPUSH

将一个或者多个元素从左侧放入（头插）到list中

语法：LPUSH key element [element ... ]

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为插入元素的个数

返回值：插入后list的长度

示例：

2.2 LPUSHX

在Key存在时，将一个或者多个元素从左侧插入（头插）到list中。不存在，直接返回0

语法：LPUSHX key element [element ...]

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：插入后list的长度

示例：

2.3 RPUSH

将一个或者多个元素从右侧插入（尾插）到list中

语法：RPUSH key element [element ...]

时间复杂度：直插入一个元素为O(1)，插入多个元素为O(N)，N为插入元素个数

返回值：插入后list的长度

示例：

2.4 RPUSHX

在Key存在时，将一个或者多个元素从右侧插入（尾插）到list中

语法：RPUSHX key element [element ...]

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：插入后list的长度

示例：

2.5 LRANGE

获取start到end区间的所有元素，左闭右闭

语法：LRANGE key start stop

时间复杂度：O(N)

返回值：指定区间的元素

示例：

当end大于list中的元素个数时， list会“尽力展示”

2.6 LPOP

从list左侧取出元素（即头删）

语法：LPOP key

时间复杂度：O(1)

返回值：取出元素或者nil

示例：

2.7 RPOP

从list右侧取出元素（即尾删）

语法：RPOP key [count](从Redis6.2版本新加，count指要删除的元素个数)

时间复杂度：O(1)

返回值：取出的元素或者nil

Redis中的list是一个双向链表

搭配使用rpush和lpop，就相当于队列

搭配使用rpush和rpop，就相当于栈

2.8 LINDEX

获取从左数第INDEX位置的元素

语法：LINDEX key index

时间复杂度：O(N)，N指list中元素的个数

返回值：取出的元素或者nil（下标非法时，返回nil）

示例：

2.9 LINSERT

在特定位置插入元素

语法：LINSERT key <BEFORE | AFTER> pivot element(pivot指的是元素，不是索引下标)

时间复杂度：O(1)

返回值：插入后的list长度，当pivot不存在时，返回-1

示例：

2.10 LLEN

获取list长度

语法：LLEN key

时间复杂度：O(1）

返回值：list的长度

示例：

2.11 LTRIM

保留[start,stop]区间的元素，区间之外的元素全部删除

语法：LTRIM key start end

时间复杂度：O(N)

返回值：保留正确返回OK

2.12 LREM

从list中删除某制定元素制定次

语法：LREM key count element（count表示要删除的个数，element要删除的值）

时间复杂度：O(N)，N是列表中元素的个数

注意：count>0，从左向右删除等于element的值count次

count<0，从右向左删除等于element的值count次

count=0，删除所有等于element的元素

返回值：删除元素的个数

2.13 LSET

将下标为index的元素设置为element，index越界会报错

语法：LSET key index element

时间复杂度：O(N)

返回值：设置成功返回OK，index越界会报错

阻塞版本命令

blpop和brpop是lpop和rpop的阻塞版本，和对应非阻塞版本的作用基本一致，除了一下几点：

1.在列表中有元素的情况下，阻塞和非阻塞表现是一致的。但如果列表中没有元素，非阻塞版本会理解返回nil，但阻塞版本会根据timeout，阻塞一段时间（并不会对Redis服务器产生负面影响），期间Redis可以执行其他命令，但要求执行该命令的客户端会表现为阻塞状态

2.命令中如果设置了多个键，那么会从左向右进行遍历键，一旦有一个件对应的列表中可以弹出元素，命令立即返回

3.如果多个客户端同时对一个键执行pop，则最先执行命令的客户端会得到弹出的元素（单线程模型，不会出现线程安全问题）

2.14 BLPOP

LPOP的阻塞版本

语法：BLPOP key [key ...] timeout（timeout超时时间，Redis6可以使用小数）

时间复杂度：O(1)

注意：每个key对应一个list，如果这些list有任何一个非空，blpop都能够把这里的元素给获取到，立即返回，如果这些list都为空，此时就需要阻塞等待，等待其他客户端往这些list中插入元素

返回值：取出元素或者nil

示例：

2.15 BRPOP

RPOP的阻塞版本

语法：BRPOP key [key ...] timeout

时间复杂度：O(1)

返回值：取出的元素或者nil

示例：

3.List的内部编码

3.1 ziplist

ziplist（压缩列表）：当列表中的元素小于list-max-ziplist-entries配置（默认为512个），同时列表中的每个元素的长度都小于list-max-ziplist-value配置（默认64字节）时，Redis会选择用ziplist来作为列表的内部编码实现来减少内存消耗

3.2 linkedlist

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

4.List的典型使用场景

4.1 Redis阻塞消息队列模型

Redis可以使用lpush和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“争抢”队首元素。通过多个客户端来保证消费的负载均衡和高可用性

Redis分频道的消息队列

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不同键值，实现订阅不同频道的理念

多个列表/频道，这种场景非常常见的。日常使用的一些程序如抖音等，可以使用一个通道，来传输视频，还可以使用一个通道，来传输弹幕，还可以有一个通道（频道），来传输点赞，转发，收藏数据，还可以有频道来传输评论，数据......多个频道，就可以在某种数据发生问题的时候不会对其他数据造成影响（解耦合）

4.2 微博Timeline

每个用户都有属于自己的Timeline（微博列表），现需要分页展示文章列表。此时可以考虑使用列表，因为列表不但是有序的，同时支持按照索引范围获取元素

伪代码：

keylist = lrange user:1:myblogs 0 9
for key in keylist{hgetall key
}

此方案仍存在问题：

1.1+n问题。即如果每次分页获取的微博个数较多，需要执行多次hgetall操作，此时可以考虑使用pipline（流水线）模式批量提交命令，或者微博不采用哈希类型，而是使用序列化的字符串类型，使用mget获取

2.分裂获取文章时，lrange在列表两端的表现较好，但是获取列表中间的元素表现较差（时间复杂度为O(N)），此时可以考虑将列表拆分

4.3栈

同侧存取（lpush+lpop或者rpush+rpop）为栈

4.4队列

异侧存取（lpush+rpop或者rpush+lpop）为队列

1.List列表

1.1 List列表允许两端进行插入和删除操作

1.2列表类型的特点

2.常见命令

2.1 LPUSH

2.2 LPUSHX

2.3 RPUSH

2.4 RPUSHX

2.5 LRANGE

2.6 LPOP

2.7 RPOP

2.8 LINDEX

2.9 LINSERT

2.10 LLEN

2.11 LTRIM

2.12 LREM

2.13 LSET

阻塞版本命令

2.14 BLPOP

2.15 BRPOP

3.List的内部编码

3.1 ziplist

3.2 linkedlist

4.List的典型使用场景

4.1 Redis阻塞消息队列模型

4.2 微博Timeline

4.3栈

4.4队列

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