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[Redis#6] list | 命令 | 应用 | 消息队列 | 微博 Timeline

news 来源：原创 2025/5/13 15:25:30

目录

List 列表

特点

2. 命令

头插和尾插

下标 range 查询

头删和尾删

LINSERT

LLEN

LREM

LTRIM

LSET

阻塞命令

BLPOP

BRPOP

操作 总结

3. 内部编码

ziplist（压缩列表）

linkedlist（链表）

✔️quicklist(快速链表) -> (现行方案)

4.使用场景

1. 消息队列

2. 分频道的消息队列

如何确定是哪个消费者“抢到”了元素？

1. 阻塞命令机制

2. 客户端处理逻辑

3. 微博 Timeline

示例

实现栈和队列：

List 列表

  • 列表类型用于 存储多个有序的字符串，如 a、b、c、d、e 五个元素从左到右组成一个有序列表，每个字符串称为元素，最多可存储 (2^{32}-1) 个元素。
  • 列表支持 两端插入（push）、弹出（pop）、获取指定范围或索引的元素等操作
  • 列表可充当栈和队列的角色，在实际开发中应用广泛。

特点
  • 有序性：通过 索引 下标 可获取特定或范围内的元素。
  • 支持 前后 插入删除 的设计
  • 获取与删除 区别：如 lrem 1 b 删除列表中第一个 b 元素，而 lindex 4 仅获取元素，不影响列表长度。
  • 元素可重复：列表允许包含重复元素

2. 命令

头插和尾插

LPUSH：

  • 从左侧插入元素，时间复杂度 (O(1)) 或 (O(N))。
  • 注意：是按照键入在命令中的顺序，从左向右将命令中的元素插入到list中的
    • 例如：LPUSH key 1 2 3 4，那么最后list呈现的结果为：4 3 2 1，采取的为头插

LPUSHX：

  • 若键存在，则从左侧插入元素，否则返回。

RPUSH：

  • 从右侧插入元素，时间复杂度 (O(1)) 或 (O(N))。

RPUSHX：

  • 若键存在，则从右侧插入元素，否则返回。

下标 range 查询

LRANGE：

  • 获取指定范围的元素，时间复杂度 (O(N))。
  • 注意：Redis会尽可能地获取到给定区间的元素，如果给定区间非法，比如超出下标，就会尽可能地获取到对应的内容
    • Redis对于下标越界地处理方式类似于Python的切片操作

此处list有一个命名上的注意点：

  • lpush：left push，从左侧插入，即头插
  • rpush：right push，从右侧插入，即尾插
  • lrange：list range，输出列表指定范围

同样是l开头，有时候表示list，有时候表示left，这个要注意。

另外的：

  • lpushx：left push exists，存在时插入

此处的x是选用了exsis中的一个字母，表示只有key存在才插入。

同样插入1 2 3 4 5，顺序与之前lpush插入刚好是反着的，因为rpush是尾插。

头删和尾删

LPOP：

  • 从左侧弹出元素，时间复杂度 (O(1))。

RPOP：

  • 从右侧弹出元素，时间复杂度 (O(1))。

注意：可一次删除多个

LINSERT
  • 功能：在指定位置插入元素。
  • 语法：linsert key before|after pivot element
  • 说明：在元素 pivot 的前面或者后面插入 element 元素。如果有多个 pivot 元素，只在第一个 pivot 的位置插入。
  • 示例：

LLEN
  • 功能：获取列表的长度。
  • 语法：llen key
  • 说明：返回列表的长度，如果列表不存在则返回 0。
  • 示例：假设列表为 a b c，执行 llen mylist 返回 3。
LREM
  • 功能：删除元素。
  • 语法：lrem key count element
  • 说明：删除 count 个 element 元素。count 的取值有三种：
    • count > 0：从左往右删除。
    • count < 0：从右往左删除。
    • count = 0：删除所有元素。
  • 示例：

如果传入-2 hello，此时从右往左删除，只有第一个hello被保留。

LTRIM
  • 功能：指定范围内元素保留，剩余的元素删除。
  • 语法：ltrim key start stop
  • 说明：只保留 [start, stop] 闭区间内部的元素，其余的元素全部删除。
  • 示例：

LSET
  • 功能：修改指定下标的元素。
  • 语法：lset key index element
  • 说明：将下标为 index 的元素改为 element，支持负数下标。如果下标越界，会返回一个报错。
  • 示例：

第一次修改，将下标为3的元素修改为666。第二次插入，操作下标为100的元素，由于不存在，报错了。

阻塞命令

  • 先前的所有命令均为非阻塞命令，可以直接操作并立即得到结果。
  • 然而，Redis 的列表类型还提供了一些具有 阻塞性质 的命令

在多线程中，有一个生产消费模型，其可以基于阻塞队列实现，主要满足以下两个性质：

  1. 如果阻塞队列满了，那么生产者阻塞
  2. 如果阻塞队列空了，那么消费者阻塞

在Redis中，list只考虑队列为空的情况，也就是消费者。用户读取数据时，队列为空，那么用户陷入阻塞，直到队列有数据。

BLPOP
  • 功能：读取并删除列表头部元素，如果列表为空则用户陷入阻塞。
  • 语法：blpop key [key ...] timeout
  • 返回值：取出的元素或者nil

说明：

  • 可以同时指定多个 key，即多个列表，只要任意一个列表有数据，就返回结果。
  • 设置超时时间 timeout，以秒为单位，超过时间则返回 nil。
  • 超时时间设为 0，则一直阻塞，不会超时。
  • 阻塞发生在客户端，Redis 会将指令放入后台等待，继续处理其他请求。

示例：

此处启用了两个客户端，左侧客户端blpop一个空列表，等待20s，随后陷入阻塞。接着右侧客户端插入一个元素到list9，随后左侧客户端立刻拿到数据并进行头删

BRPOP
  • 功能：读取并删除列表尾部元素，如果列表为空则用户陷入阻塞。
  • 语法：brpop key [key ...] timeout
  • 说明：与 blpop 类似，但操作的是列表尾部。

操作 总结

操作类型

命令

添加

rpush、lpush、linsert

查找

lrange、lindex、llen

删除

lpop、rpop、lrem、ltrim

修改

lset

阻塞

blpop、brpop

3. 内部编码

ziplist（压缩列表）
  • 描述：一种内存紧凑的存储方式，适合存储数量较少且元素较小的列表。
  • 条件：（不用记数字，掌握思想~

  • 优点：
    • 内存节省：使用连续的内存块存储数据，减少内存碎片和开销。
    • 结构简单：适合小规模数据，尤其在内存资源有限的情况下。
  • 缺点：
    • 操作效率：数据量增加时，读写效率下降，线性查找特性导致操作复杂度较高。
    • 扩展性差：不适合大规模数据存储。
linkedlist（链表）
  • 描述：当列表类型无法满足 ziplist 条件时，使用 linkedlist 作为内部实现。
  • 优点：
    • 头尾的插入删除非常高效。
  • 缺点：
    • 中间部分的插入删除时间复杂度较高。
✔️quicklist(快速链表) -> (现行方案)
  • 描述：Redis 4.0 版本之后引入的更高效的列表编码方式，结合了 ziplist 和 linkedlist 的优点。
  • 结构：
    • 外层列表仍然是 linkedlist 双链表结构。
    • 每个链表节点都是一个 ziplist，对中间部分的节点进行一定程度的压缩，提高效率。

在之前配置文件中的list-max-ziplist-entries和list-max-ziplist-value这两个属性由于list底层编码方式的改变,现在都不再使用了.

4.使用场景

1. 消息队列

  • 实现：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。
  • 流程：
    • 生产者：客户端使用 lpush 从列表左侧插入元素。
    • 消费者：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。

  • 特点：
    • 通过多个客户端来保证消费的负载均衡和高可用性。
    • 只有一个消费者能“抢到”元素。

2. 分频道的消息队列

  • 实现：Redis 同样使用 lpush + brpop 命令，但通过不同的键模拟频道的概念。
  • 流程：
    • 生产者：将消息推送到不同的键值（频道）。
    • 消费者：通过 brpop 不同的键值，实现订阅不同频道的理念。

  • 特点：
    • 每个频道只有一个消费者能“抢到”元素。
    • 不同的消费者可以订阅不同的频道，确保某个主题的数据出现问题时不会影响其他频道。

思考

如何确定是哪个消费者“抢到”了元素？

1. 阻塞命令机制
  • brpop 命令：当消费者调用 brpop 命令时，如果指定的列表为空，消费者将进入阻塞状态，等待列表中有元素可用。
  • 多个消费者竞争：如果有多个消费者同时调用 brpop 命令，Redis 会确保只有一个消费者能够成功获取到元素。这个消费者 是第一个被唤醒并成功执行 brpop 命令的 消费者。
2. 客户端处理逻辑
  • 唯一标识：每个消费者在执行 brpop 命令时，可以记录自己的唯一标识（如消费者ID）。
  • 日志记录：当消费者成功获取到元素后，可以在日志中记录这次操作，包括消费者ID、获取的元素内容和时间戳等信息。
  • 回调函数：在消费者应用中，可以设置回调函数来处理 brpop 命令的结果。回调函数中可以包含记录日志、更新状态等操作。

示例

假设我们有两个消费者（Consumer A 和 Consumer B）订阅同一个频道 key-1，生产者将消息推送到 key-1。

生产者

lpush key-1 message1

消费者 A

import redisclient = redis.StrictRedis()def handle_message(message):print(f"Consumer A got message: {message}")# 记录日志with open('consumer_a_log.txt', 'a') as log_file:log_file.write(f"Consumer A got message: {message}\n")while True:message = client.brpop('key-1')if message:handle_message(message[1].decode('utf-8'))

消费者 B 同上类似

日志记录

Consumer A 的日志文件 consumer_a_log.txt：

Consumer A got message: message1

Consumer B 的日志文件 consumer_b_log.txt：

总结

  • 唯一标识：每个消费者有自己的唯一标识。
  • 日志记录：成功获取到元素后，记录日志。
  • 回调函数：设置回调函数处理 brpop 命令的结果。

通过上述方法，可以明确地知道是哪个消费者“抢到”了元素。

3. 微博 Timeline

  • 需求：每个用户都有属于自己的 Timeline（微博列表），需要分页展示文章列表。
  • 实现：
  1. 每篇微博使⽤哈希结构存储，例如微博中3个属性：title、timestamp、content：
hmset mblog:1 title xx timestamp 1476536196 content xxxxx
...
hmset mblog:n title xx timestamp 1476536196 content xxxxx

     2.向⽤⼾Timeline添加微博，user::mblogs作为微博的键：

lpush user:1:mblogs mblog:1 mblog:3
...
lpush user:k:mblogs mblog:9

博客目录 通过 list 将每篇博客数据（hash） 组织起来了

    3.分页获取：分页获取用户的 Timeline，例如获取用户 1 的前 10 篇微博：

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

问题：

  • 1 + n 问题：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 pipeline（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。
  • 中间元素获取性能：lrange 在列表两端表现较好，获取列表中间的元素表现较差，此时可以考虑将列表做拆分。

拆分的实现：

  • 假设某个用户发了 1w 个微博，list 长度就是 1w。
  • 就可以把这 1w 个微博拆成 10 份，每份就是 1k。
  • 如果是想获取到 5k 个左右的微博，只用读取 5 份~

Pipeline (流水线)

虽然咱们是多个 Redis 命令，但是把这些 命令合并成一个网络请求进行通信，大大降低客户端和服务端之间的交互次数了。

思考：

  • Quicklist：Quicklist 的外层是一个双向链表（linkedlist），每个节点是一个 （局部数据合并为）ziplist存储，是一种高效的列表内部编码方式。
  • Pipeline：是一种客户端技术，用于将多个命令合并成一个网络请求发送给服务器，从而减少网络往返时间，提高命令执行效率。
  • 区别：Quicklist 是一种数据结构优化，而 Pipeline 是一种网络通信优化。
实现栈和队列：
  • 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。

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编程日记 2025/5/9 6:12:43

脑网络组织与心跳动力学之间的耦合测量

摘要 近年来&#xff0c;人们对脑心相互作用的研究兴趣日益浓厚。许多研究提出了新的方法来探究大脑与心脏如何通信&#xff0c;从而对一些神经功能有了新的认识。然而&#xff0c;大多数框架只关注单个脑区域与心跳动态之间的相互作用&#xff0c;忽略了大脑的功能网络会随着…...

编程日记 2025/5/13 12:12:23

图像显示的是矩阵的行和列，修改为坐标范围。

x 3; y 3; f1x x^2 y^2; guance1 f1x; F (x, y) sqrt((x.^2 y.^2 - guance1).^2); % 使用点乘 [x, y] meshgrid(0:1:5, 0:1:5); Z F(x, y); figure; imagesc(Z); % 由于 imagesc 使用矩阵索引作为坐标&#xff0c;我们需要手动添加刻度 % 这里我们假设 x 和 y 的范围…...

编程日记 2025/5/11 8:02:43

一体化数据安全平台uDSP 入选【年度创新安全产品 TOP10】榜单

近日&#xff0c;由 FreeBuf 主办的 FCIS 2024 网络安全创新大会在上海隆重举行。大会现场揭晓了第十届 WitAwards 中国网络安全行业年度评选获奖名单&#xff0c;该评选自 2015 年举办以来一直饱受赞誉&#xff0c;备受关注&#xff0c;评选旨在以最专业的角度和最公正的态度&…...

编程日记 2025/5/12 22:57:45

[免费]SpringBoot+Vue景区订票(购票)系统【论文+源码+SQL脚本】

大家好&#xff0c;我是java1234_小锋老师&#xff0c;看到一个不错的SpringBootVue大景区订票(购票)系统&#xff0c;分享下哈。 项目视频演示 【免费】SpringBootVue景区订票(购票)系统 Java毕业设计_哔哩哔哩_bilibili 项目介绍 现代经济快节奏发展以及不断完善升级的信息…...

编程日记 2025/5/9 22:30:44

力扣215：数组中第K大的元素

给定整数数组 nums 和整数 k&#xff0c;请返回数组中第 k 个最大的元素。 请注意&#xff0c;你需要找的是数组排序后的第 k 个最大的元素&#xff0c;而不是第 k 个不同的元素。 你必须设计并实现时间复杂度为 O(n) 的算法解决此问题。 示例 1: 输入: [3,2,1,5,6,4],k 2 …...

编程日记 2025/5/12 8:50:33

永久停用PostgreSQL 归档功能

文章目录 引言永久停用归档功能归档的优势归档的劣势开启归档的情况关闭归档的情况see also引言 PostgreSQL 是一个开源的关系型数据库系统，支持数据归档（WAL），可以实现数据备份、恢复和灾难恢复等功能。在使用 PostgreSQL 的过程中，如果 PostgreSQL 数据库开启了归档（a…...

编程日记 2025/5/9 9:15:18

23种设计模式-原型(Prototype)设计模式

文章目录 一.什么是原型设计模式&#xff1f;二.原型模式的特点三.原型模式的结构四.原型模式的优缺点五.原型模式的 C 实现六.原型模式的 Java 实现七. 代码解析八.总结 类图&#xff1a; 原型设计模式类图 一.什么是原型设计模式&#xff1f; 原型模式&#xff08;Prototype…...

编程日记 2025/5/10 8:15:39

【Linux】-学习笔记06

第二章、时间同步服务器 2.1时间同步服务器的使用 2.1.1系统时区时间的管理 timedatectl set-time "2024-02-13 10:41:55" ##设定系统时间 timedatectl list-timezones ##显示系统的所有时区 timedatectl set-timezone "Asia/Shangh…...

编程日记 2025/5/11 17:58:28

李永平：以科技创新为引擎，驱动中国国际未来产业研究院不断前行

作者:李望 在科技创新与产业升级的滚滚洪流中,唯有洞察未来者,方能引领时代浪潮。近日,中国国际未来产业研究院迎来了重量级嘉宾——李永平院士。他的加盟,为研究院注入了全新的活力。作为业界的领军人物,李永平院士将担任研究院常务副院长、资深专家及高级法律顾问,共同规划未…...

编程日记 2025/5/7 8:48:47

netconf 代码架构

NETCONF&#xff08;Network Configuration Protocol&#xff09;是一种基于 XML 的网络配置管理协议&#xff0c;主要用于在网络设备之间进行配置管理、状态监控和操作。它被设计为一种可扩展的协议&#xff0c;并且在自动化网络管理中扮演着重要角色。NETCONF 通过安全的通信…...

编程日记 2025/5/9 2:00:50

【查询目录】.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列

.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列 【开篇】.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列【入门必看】.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列【实体配置】.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列【Db First】.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列【Code First】.NET开源 ORM 框架 SqlSugar 系列【数据事务…...

编程日记 2025/5/11 19:10:38

广域网技术

企业需要通过广域网将这些分散在不同地理位置的分支机构连接起来 早期广域网技术概述 广域网&#xff1a;连接不同地区局域网的网络&#xff0c;能够横跨几个洲提供远距离通信&#xff0c;形成国际性的远程网络 广域网设备角色介绍&#xff1a; CE&#xff1a;用户端连接服务…...

编程日记 2025/5/5 4:32:25

基于Java Springboot 求职招聘平台

一、作品包含 源码数据库设计文档万字PPT全套环境和工具资源部署教程 二、项目技术 前端技术&#xff1a;Html、Css、Js、Vue2、Element-ui 数据库&#xff1a;MySQL 后端技术&#xff1a;Java、Spring Boot、MyBatis 三、运行环境 开发工具&#xff1a;IDEA 数据库&…...

编程日记 2025/5/1 5:51:16

C学习：移位幻影之左移一个负数，会发生什么？

C学习&#xff1a;移位幻影之左移一个负数&#xff0c;会发生什么&#xff1f; 问题背景无符号数移位问题有符号数移位操作使低位置零问题 问题背景 C语言中&#xff0c;移位是个简单的问题&#xff0c;但又是个高风险的问题。 简单在于&#xff0c;大部分场景都可以理解为乘或…...

编程日记 2025/5/11 18:13:46

[2024年3月10日]第15届蓝桥杯青少组stema选拔赛C++中高级（第二子卷、编程题（2））

方法一&#xff08;string&#xff09;&#xff1a; #include <iostream> #include <string> using namespace std;// 检查是否为回文数 bool isPalindrome(int n) {string str to_string(n);int left 0, right str.size() - 1;while (left < right) {if (s…...

编程日记 2025/4/16 21:53:56