Redis 有序集合（Zset / Sorted Set）

Redis 有序集合（Zset / Sorted Set）完整笔记

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一、Zset 简介

Redis 有序集合 Zset 与普通集合 Set 类似，是不包含重复元素的字符串集合。

核心区别：

• 每个成员都关联一个 score（评分），集合会按照 score 从小到大排序。
• 成员是唯一的，但 score 可以重复。
• 因为元素有序，所以可以快速根据 score 或位置（排名）获取一个范围的元素。
• 底层类似 Java 中的 Map<String, Double>（存储 value-score 映射），又类似 TreeSet（按 score 排序）。

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二、常用命令

命令	语法	作用
zadd	zadd <key> <score1> <value1> <score2> <value2> ...	将一个或多个成员及其 score 值加入有序集合
zrange	zrange <key> <start> <stop> [WITHSCORES]	返回集合中索引在 [start, stop] 之间的元素；WITHSCORES 会同时返回 score
zrangebyscore	zrangebyscore <key> <min> <max> [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	返回 score 介于 min 和 max 之间的成员，按 score 升序排列
zrevrangebyscore	zrevrangebyscore <key> <max> <min> [WITHSCORES] [LIMIT offset count]	与 zrangebyscore 类似，改为按 score 降序排列
zincrby	zincrby <key> <increment> <value>	为元素的 score 加上指定增量（可正可负）
zrem	zrem <key> <value>	删除集合中指定的成员
zcount	zcount <key> <min> <max>	统计 score 在 [min, max] 区间内的元素个数
zrank	zrank <key> <value>	返回成员在集合中的排名（从 0 开始）

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三、典型案例：实现文章访问量排行榜

# 添加数据：文章v1访问量1000，v2访问量2000，v3访问量3000
127.0.0.1:6379> zadd topn 1000 v1 2000 v2 3000 v3
(integer) 3# 按访问量从高到低取前10名，并显示分数
127.0.0.1:6379> zrevrange topn 0 9 withscores
1) "v3"
2) "3000"
3) "v2"
4) "2000"
5) "v1"
6) "1000"

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四、底层数据结构

Zset 底层同时使用两种数据结构：

1. Hash 表：关联 value 和 score，保证元素的唯一性，支持通过 value 快速查找 score。
2. 跳跃表（Skip List）：用于按 score 对元素进行排序，支持高效的范围查询。

跳跃表（跳表）简介

• 跳跃表是一种多层链表结构，通过“跳级”指针实现类似平衡树的查找效率，平均时间复杂度为 O(logN)，实现远比红黑树简单。
• 查找示例：查找值为 51 的元素
  • 普通有序链表：需要从 1 开始依次遍历，共需 7 次比较。
  • 跳跃表：通过多层指针“跳跃”查找，仅需 4 次比较即可找到元素，效率显著更高。

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五、典型应用场景

• 排行榜：如游戏积分、文章访问量、用户点赞数排名。
• 延时队列：将任务的执行时间作为 score，定时轮询获取 score 小于当前时间的任务并执行。
• 带权重的任务调度：根据任务优先级设置不同的 score，实现按优先级调度。

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