【Redis】List类型

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List的特点介绍

列表相当于一个数组或者顺序表，但是不是一个简单的数组，而是接近双端队列（deque）的结构。
对于双端队列来说，头插头删和尾插尾删的效率都很高，时间复杂度是O(1).
对于普通的数组来说，只有尾插尾删的效率高一点，但是头插和头删会涉及到内存的大量操作，效率不高。

列表类型的特点：

• 1. 列表中的元素是有序的，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，例如要获取上图第 5 个元素，可以执⾏ lindex user:1:messages 4 或者倒数第 1 个元素，lindex
     user:1:messages -1 就可以得到元素 e。

这里的有序两个字，要根据上下文区分。
很明显，列表的有序指的是元素按照一定的顺序排列的。
但是实际中的有序，可能是升序和降序，也有可能是按照某个条件进行的有序。
举个例子：假如面试官问你堆栈的区别，你这时候就先不要着急回答。
而是先反问面试官，您这里说的堆栈，是数据结构的堆栈呢，还是操作系统的堆栈呢，还是JVM中的堆栈呢？亦或者是进程地址空间的堆栈呢？
还有一个同步，同步是指通过加锁来保证线程安全的同步呢，还是IO中的同步和异步（这里的异步其实就是并发）中的同步呢？

• 2. 区分获取和删除的区别，例如 lrem 1 b 是从列表中把从左数遇到的前 1 个 b 元素删除，这个操作会导致列表的⻓度从 5 变成 4；但是执⾏ lindex 4 只会获取元素，但列表⻓度是不会变化的。
• 3. 列表中的元素是允许重复的。

deque的底层结构介绍如下：

注意区分lindex和lrem，即获取元素和删除元素的区别。

lindex 能获取到元素的值，lrem也能返回被删除的元素的值。
因为当前的list的头和尾都能高效地插入和删除元素，所以当前的List可以用来作栈和队列使用。
后端开发中，栈用的比较少，但是队列就非常重要。比如使用队列实现生产消费者模型。
还有实现消息队列。

lpush，lpushx，rpush，rpushx命令

将一个或多个元素头插到list中

lpush key element [element …]
比如：lpush key 1 2 3 4 ，插入完成后，列表的元素是4 3 2 1
返回值：插入后的list的长度。

如果key已经存在，且key对应的value不是list类型，则lpush命令会报错。
Redis中所有类型的容器都是类似效果。
时间复杂度O(1).

lpushx命令：
在 key 存在时，将⼀个或者多个元素从左侧放⼊（头插）到 list 中。不存在，直接返回

lpushx key element [element … ]

时间复杂度O(1)

rpush和rpushx，其实就是尾插入，其他的完全相同。

操作的时间复杂度也是O(1)

lrange命令

获取key对应的[start stop]区间的元素，左闭右闭。

lrange key start stop

时间复杂度O(n)

如果给出的下标超出范围了，在Redis中的做法是：
直接尽可能给到区间内的元素，如果下标非法，就尽可能获取对应的内容。

这就是所谓的 ”鲁棒性“：你对我越粗鲁，我表现的越棒。（其实就是容错性强了）

然而在C++中，下标超出范围，这是一个未定义行为：
1.可能导致程序崩溃
2.可能得到不合法的数据
3.可能得到看起来合法，但是是错误的数据。
4.可能得到一个恰好符合结果的数据
就像是开盲盒一样。

缺点：程序员不能第一时间发现问题，可能会出现连锁反应。
优点：效率是最高的。相比其他编程语言，比如java，对下标超范围行为会多了一个合法性验证，然后抛异常，这就导致多了一些动作。

但是人家java这样做也有优点，就是对程序员来说能更快发现问题，也就能更高效开发代码。
所以就产生了两个问题：
是机器跑得快重要呢，还是程序员开发代码更快重要呢？
肯定是程序员开发代码重要，因为涉及到了利益问题，程序员如果开发的慢了，可能要加班修bug开发代码，甚至如果搞砸了，可能要丢失年终奖。但是对程序员来说，机器跑的快不快跟我有啥关系呢，跑的慢的话，让老板多搞两台机器过来不就行了嘛。

lpop和rpop

lpop相当于头删

lpop key
返回值：返回删除后的元素，如果列表没有元素了，则返回nil
时间复杂度O(1)

rpop相当于尾删

rpop key
返回值：返回删除后的元素，如果列表没有元素了，则返回nil
时间复杂度O(1)

从Redis 6.2版本中，新增了一个count选项（当前我用的是Redis 5，暂不考虑）

lpop key [count]
表明要头删几次

lindex命令

给定下标，获取到指定下标的元素

lindex key index
支持负数下标，-1表示倒数第一个了。依次类推。
如果下标非法，返回nil
时间复杂度O(n)，因为在redis的list列表不是一个简单的数组，所以不能理解成O(1)的复杂度。

linsert命令

在指定位置插入元素

linsert key <before | after> pivot element
在指定的元素pivot之前/之后，插入元素element
如果指定的元素pivot在列表中存在多个，则在从左往右搜索到的第一个pivot之前/之后插入。

llen命令

获取key对应的list的长度

llen key

lrem 命令

rem就是remove命令的缩写，就是删除命令。

lrem key count element
count是要删除的个数，element是删除的值

官方文档给定的解释如下

意思是：
如果count > 0，则是从头到尾开始删除等于element的元素，删count个。
如果count < 0, 则是从尾到头开始删除等于element的元素，删count个。
如果count = 0, 则是删除所有等于element的元素。

lrem返回值是被删除的元素个数。

ltrim命令

该命令是保留key对应的list的[start stop]区间内的元素（同样是左闭右闭），区间外的元素都删除。

ltrim key start stop

时间复杂度O(1)，也可以理解为O(N)，这个N是要删除的元素个数。

lset命令

把key对应的list列表中的index下标的元素修改成element

lset key index element
时间复杂度O(N)，如果是修改头或者尾，则时间复杂度是O(1)

如果给的下标非法，则直接报错。
相比于lindex命令不同的是，lindex命令对于非法的下标不报错，而是尽可能满足。。。

阻塞版本的命令

blpop和brpop

blpop key [key …] timeout
意思是可以同时对多个key的list进行头删
返回值是成功执行blpop命令的key和其删除的元素
brpop key [key …] timeout
同理
这个timeout（必选项，单位是秒）是设置阻塞的时间，下面会详细介绍

在list中存在元素的情况下，blpop和brpop命令和lpop，rpop命令作用完全相同。
但是如果list中没有元素，则blpop和brpop会产生阻塞。
这里的阻塞很好理解，就是生产消费者模型中的阻塞。

这里并不是无休止地阻塞，阻塞时间由timeout决定，在阻塞期间，Redis可以执行其他命令（这是经过特殊处理的，毕竟怎么可能让两个命令阻塞住Redis处理命令时的单线程模型呢，如果阻塞住了， 其他客户端发来的命令请求就得不到执行了。

注意事项：

• 1.如果命令设置了多个key，那么会从左到右遍历这些key，一旦有其中一个key对应的list的元素就绪了，就会马上头删该key对应的list，然后立即返回。
• 2.如果多个客户端同时对一个key进行blpop/brpop，则最先执行命令的客户端会得到删除后的元素
  
  所以返回值是一个二元组，一方面是告诉我这个数据是来自哪个key，一方面是告诉我这个数据是什么。

这种情况就是key不存在，所以阻塞住了，一旦key就绪了，就立即删除返回。
这个15.17s就是阻塞的时长。

命令小结

list的内部编码

其实前面的文章讲过了。

List的应用场景

Redis 阻塞消息队列模型

分频道阻塞消息队列模型