一、概述：
在Redis中，List類型是按照插入順序排序的字符串鏈表。和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的普通鏈表一樣，我們可以在其頭部(left)和尾部(right)添加新的元素。在插入時(shí)，如果該鍵并不存在，Redis將為該鍵創(chuàng)建一個(gè)新的鏈表。與此相反，如果鏈表中所有的元素均被移除，那么該鍵也將會被從數(shù)據(jù)庫中刪除。List中可以包含的最大元素?cái)?shù)量是4294967295。
從元素插入和刪除的效率視角來看，如果我們是在鏈表的兩頭插入或刪除元素，這將會是非常高效的操作，即使鏈表中已經(jīng)存儲了百萬條記錄，該操作也可以在常量時(shí)間內(nèi)完成。然而需要說明的是，如果元素插入或刪除操作是作用于鏈表中間，那將會是非常低效的。相信對于有良好數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)的開發(fā)者而言，這一點(diǎn)并不難理解。
二、相關(guān)命令列表：
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命令原型 |
時(shí)間復(fù)雜度 |
命令描述 |
返回值 |
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LPUSHkey value [value ...] |
O(1) |
在指定Key所關(guān)聯(lián)的List Value的頭部插入?yún)?shù)中給出的所有Values。如果該Key不存在，該命令將在插入之前創(chuàng)建一個(gè)與該Key關(guān)聯(lián)的空鏈表，之后再將數(shù)據(jù)從鏈表的頭部插入。如果該鍵的Value不是鏈表類型，該命令將返回相關(guān)的錯(cuò)誤信息。 |
插入后鏈表中元素的數(shù)量。 |
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LPUSHX key value |
O(1) |
僅有當(dāng)參數(shù)中指定的Key存在時(shí)，該命令才會在其所關(guān)聯(lián)的List Value的頭部插入?yún)?shù)中給出的Value，否則將不會有任何操作發(fā)生。 |
插入后鏈表中元素的數(shù)量。 |
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LRANGE key start stop |
O(S+N) |
時(shí)間復(fù)雜度中的S為start參數(shù)表示的偏移量，N表示元素的數(shù)量。該命令的參數(shù)start和end都是0-based。即0表示鏈表頭部(leftmost)的第一個(gè)元素。其中start的值也可以為負(fù)值，-1將表示鏈表中的最后一個(gè)元素，即尾部元素，-2表示倒數(shù)第二個(gè)并以此類推。該命令在獲取元素時(shí)，start和end位置上的元素也會被取出。如果start的值大于鏈表中元素的數(shù)量，空鏈表將會被返回。如果end的值大于元素的數(shù)量，該命令則獲取從start(包括start)開始，鏈表中剩余的所有元素。 |
返回指定范圍內(nèi)元素的列表。 |
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LPOPkey |
O(1) |
返回并彈出指定Key關(guān)聯(lián)的鏈表中的第一個(gè)元素，即頭部元素，。如果該Key不存，返回nil。 |
鏈表頭部的元素。 |
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LLENkey |
O(1) |
返回指定Key關(guān)聯(lián)的鏈表中元素的數(shù)量，如果該Key不存在，則返回0。如果與該Key關(guān)聯(lián)的Value的類型不是鏈表，則返回相關(guān)的錯(cuò)誤信息。 |
鏈表中元素的數(shù)量。 |
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LREMkey count value |
O(N) |
時(shí)間復(fù)雜度中N表示鏈表中元素的數(shù)量。在指定Key關(guān)聯(lián)的鏈表中，刪除前count個(gè)值等于value的元素。如果count大于0，從頭向尾遍歷并刪除，如果count小于0，則從尾向頭遍歷并刪除。如果count等于0，則刪除鏈表中所有等于value的元素。如果指定的Key不存在，則直接返回0。 |
返回被刪除的元素?cái)?shù)量。 |
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LSETkey index value |
O(N) |
時(shí)間復(fù)雜度中N表示鏈表中元素的數(shù)量。但是設(shè)定頭部或尾部的元素時(shí)，其時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。設(shè)定鏈表中指定位置的值為新值，其中0表示第一個(gè)元素，即頭部元素，-1表示尾部元素。如果索引值Index超出了鏈表中元素的數(shù)量范圍，該命令將返回相關(guān)的錯(cuò)誤信息。 |
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LINDEX key index |
O(N) |
時(shí)間復(fù)雜度中N表示在找到該元素時(shí)需要遍歷的元素?cái)?shù)量。對于頭部或尾部元素，其時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。該命令將返回鏈表中指定位置(index)的元素，index是0-based，表示頭部元素，如果index為-1，表示尾部元素。如果與該Key關(guān)聯(lián)的不是鏈表，該命令將返回相關(guān)的錯(cuò)誤信息。 |
返回請求的元素，如果index超出范圍，則返回nil。 |
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LTRIMkey start stop |
O(N) |
N表示被刪除的元素?cái)?shù)量。該命令將僅保留指定范圍內(nèi)的元素，從而保證鏈接中的元素?cái)?shù)量相對恒定。start和stop參數(shù)都是0-based，0表示頭部元素。和其他命令一樣，start和stop也可以為負(fù)值，-1表示尾部元素。如果start大于鏈表的尾部，或start大于stop，該命令不錯(cuò)報(bào)錯(cuò)，而是返回一個(gè)空的鏈表，與此同時(shí)該Key也將被刪除。如果stop大于元素的數(shù)量，則保留從start開始剩余的所有元素。 |
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LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value |
O(N) |
時(shí)間復(fù)雜度中N表示在找到該元素pivot之前需要遍歷的元素?cái)?shù)量。這樣意味著如果pivot位于鏈表的頭部或尾部時(shí)，該命令的時(shí)間復(fù)雜度為O(1)。該命令的功能是在pivot元素的前面或后面插入?yún)?shù)中的元素value。如果Key不存在，該命令將不執(zhí)行任何操作。如果與Key關(guān)聯(lián)的Value類型不是鏈表，相關(guān)的錯(cuò)誤信息將被返回。 |
成功插入后鏈表中元素的數(shù)量，如果沒有找到pivot，返回-1，如果key不存在，返回0。 |
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RPUSH key value [value ...] |
O(1) |
在指定Key所關(guān)聯(lián)的List Value的尾部插入?yún)?shù)中給出的所有Values。如果該Key不存在，該命令將在插入之前創(chuàng)建一個(gè)與該Key關(guān)聯(lián)的空鏈表，之后再將數(shù)據(jù)從鏈表的尾部插入。如果該鍵的Value不是鏈表類型，該命令將返回相關(guān)的錯(cuò)誤信息。 |
插入后鏈表中元素的數(shù)量。 |
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RPUSHX key value |
O(1) |
僅有當(dāng)參數(shù)中指定的Key存在時(shí)，該命令才會在其所關(guān)聯(lián)的List Value的尾部插入?yún)?shù)中給出的Value，否則將不會有任何操作發(fā)生。 |
插入后鏈表中元素的數(shù)量。 |
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RPOPkey |
O(1) |
返回并彈出指定Key關(guān)聯(lián)的鏈表中的最后一個(gè)元素，即尾部元素，。如果該Key不存，返回nil。 |
鏈表尾部的元素。 |
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RPOPLPUSHsource destination |
O(1) |
原子性的從與source鍵關(guān)聯(lián)的鏈表尾部彈出一個(gè)元素，同時(shí)再將彈出的元素插入到與destination鍵關(guān)聯(lián)的鏈表的頭部。如果source鍵不存在，該命令將返回nil，同時(shí)不再做任何其它的操作了。如果source和destination是同一個(gè)鍵，則相當(dāng)于原子性的將其關(guān)聯(lián)鏈表中的尾部元素移到該鏈表的頭部。 |
返回彈出和插入的元素。 |
三、命令示例：
1. LPUSH/LPUSHX/LRANGE:
/> redis-cli #在Shell提示符下啟動(dòng)redis客戶端工具。
redis 127.0.0.1:6379> del mykey
(integer) 1
#mykey鍵并不存在，該命令會創(chuàng)建該鍵及與其關(guān)聯(lián)的List，之后在將參數(shù)中的values從左到右依次插入。
redis 127.0.0.1:6379> lpush mykey a b c d
(integer) 4
#取從位置0開始到位置2結(jié)束的3個(gè)元素。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 2
1) "d"
2) "c"
3) "b"
#取鏈表中的全部元素，其中0表示第一個(gè)元素，-1表示最后一個(gè)元素。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "d"
2) "c"
3) "b"
4) "a"
#mykey2鍵此時(shí)并不存在，因此該命令將不會進(jìn)行任何操作，其返回值為0。
redis 127.0.0.1:6379> lpushx mykey2 e
(integer) 0
#可以看到mykey2沒有關(guān)聯(lián)任何List Value。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey2 0 -1
(empty list or set)
#mykey鍵此時(shí)已經(jīng)存在，所以該命令插入成功，并返回鏈表中當(dāng)前元素的數(shù)量。
redis 127.0.0.1:6379> lpushx mykey e
(integer) 5
#獲取該鍵的List Value的頭部元素。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 0
1) "e"
2. LPOP/LLEN:
redis 127.0.0.1:6379> lpush mykey a b c d
(integer) 4
redis 127.0.0.1:6379> lpop mykey
"d"
redis 127.0.0.1:6379> lpop mykey
"c"
#在執(zhí)行l(wèi)pop命令兩次后，鏈表頭部的兩個(gè)元素已經(jīng)被彈出，此時(shí)鏈表中元素的數(shù)量是2
redis 127.0.0.1:6379> llen mykey
(integer) 2
3. LREM/LSET/LINDEX/LTRIM:
#為后面的示例準(zhǔn)備測試數(shù)據(jù)。
redis 127.0.0.1:6379> lpush mykey a b c d a c
(integer) 6
#從頭部(left)向尾部(right)變量鏈表，刪除2個(gè)值等于a的元素，返回值為實(shí)際刪除的數(shù)量。
redis 127.0.0.1:6379> lrem mykey 2 a
(integer) 2
#看出刪除后鏈表中的全部元素。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "c"
2) "d"
3) "c"
4) "b"
#獲取索引值為1(頭部的第二個(gè)元素)的元素值。
redis 127.0.0.1:6379> lindex mykey 1
"d"
#將索引值為1(頭部的第二個(gè)元素)的元素值設(shè)置為新值e。
redis 127.0.0.1:6379> lset mykey 1 e
OK
#查看是否設(shè)置成功。
redis 127.0.0.1:6379> lindex mykey 1
"e"
#索引值6超過了鏈表中元素的數(shù)量，該命令返回nil。
redis 127.0.0.1:6379> lindex mykey 6
(nil)
#設(shè)置的索引值6超過了鏈表中元素的數(shù)量，設(shè)置失敗，該命令返回錯(cuò)誤信息。
redis 127.0.0.1:6379> lset mykey 6 hh
(error) ERR index out of range
#僅保留索引值0到2之間的3個(gè)元素，注意第0個(gè)和第2個(gè)元素均被保留。
redis 127.0.0.1:6379> ltrim mykey 0 2
OK
#查看trim后的結(jié)果。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "c"
2) "e"
3) "c"
4. LINSERT:
#刪除該鍵便于后面的測試。
redis 127.0.0.1:6379> del mykey
(integer) 1
#為后面的示例準(zhǔn)備測試數(shù)據(jù)。
redis 127.0.0.1:6379> lpush mykey a b c d e
(integer) 5
#在a的前面插入新元素a1。
redis 127.0.0.1:6379> linsert mykey before a a1
(integer) 6
#查看是否插入成功，從結(jié)果看已經(jīng)插入。注意lindex的index值是0-based。
redis 127.0.0.1:6379> lindex mykey 0
"e"
#在e的后面插入新元素e2，從返回結(jié)果看已經(jīng)插入成功。
redis 127.0.0.1:6379> linsert mykey after e e2
(integer) 7
#再次查看是否插入成功。
redis 127.0.0.1:6379> lindex mykey 1
"e2"
#在不存在的元素之前或之后插入新元素，該命令操作失敗，并返回-1。
redis 127.0.0.1:6379> linsert mykey after k a
(integer) -1
#為不存在的Key插入新元素，該命令操作失敗，返回0。
redis 127.0.0.1:6379> linsert mykey1 after a a2
(integer) 0
5. RPUSH/RPUSHX/RPOP/RPOPLPUSH:
#刪除該鍵，以便于后面的測試。
redis 127.0.0.1:6379> del mykey
(integer) 1
#從鏈表的尾部插入?yún)?shù)中給出的values，插入順序是從左到右依次插入。
redis 127.0.0.1:6379> rpush mykey a b c d
(integer) 4
#通過lrange的可以獲悉rpush在插入多值時(shí)的插入順序。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "a"
2) "b"
3) "c"
4) "d"
#該鍵已經(jīng)存在并且包含4個(gè)元素，rpushx命令將執(zhí)行成功，并將元素e插入到鏈表的尾部。
redis 127.0.0.1:6379> rpushx mykey e
(integer) 5
#通過lindex命令可以看出之前的rpushx命令確實(shí)執(zhí)行成功，因?yàn)樗饕禐?的元素已經(jīng)是新元素了。
redis 127.0.0.1:6379> lindex mykey 4
"e"
#由于mykey2鍵并不存在，因此該命令不會插入數(shù)據(jù)，其返回值為0。
redis 127.0.0.1:6379> rpushx mykey2 e
(integer) 0
#在執(zhí)行rpoplpush命令前，先看一下mykey中鏈表的元素有哪些，注意他們的位置關(guān)系。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "a"
2) "b"
3) "c"
4) "d"
5) "e"
#將mykey的尾部元素e彈出，同時(shí)再插入到mykey2的頭部(原子性的完成這兩步操作)。
redis 127.0.0.1:6379> rpoplpush mykey mykey2
"e"
#通過lrange命令查看mykey在彈出尾部元素后的結(jié)果。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "a"
2) "b"
3) "c"
4) "d"
#通過lrange命令查看mykey2在插入元素后的結(jié)果。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey2 0 -1
1) "e"
#將source和destination設(shè)為同一鍵，將mykey中的尾部元素移到其頭部。
redis 127.0.0.1:6379> rpoplpush mykey mykey
"d"
#查看移動(dòng)結(jié)果。
redis 127.0.0.1:6379> lrange mykey 0 -1
1) "d"
2) "a"
3) "b"
4) "c"
四、鏈表結(jié)構(gòu)的小技巧：
針對鏈表結(jié)構(gòu)的Value，Redis在其官方文檔中給出了一些實(shí)用技巧，如RPOPLPUSH命令，下面給出具體的解釋。
Redis鏈表經(jīng)常會被用于消息隊(duì)列的服務(wù)，以完成多程序之間的消息交換。假設(shè)一個(gè)應(yīng)用程序正在執(zhí)行LPUSH操作向鏈表中添加新的元素，我們通常將這樣的程序稱之為"生產(chǎn)者(Producer)"，而另外一個(gè)應(yīng)用程序正在執(zhí)行RPOP操作從鏈表中取出元素，我們稱這樣的程序?yàn)?quot;消費(fèi)者(Consumer)"。如果此時(shí)，消費(fèi)者程序在取出消息元素后立刻崩潰，由于該消息已經(jīng)被取出且沒有被正常處理，那么我們就可以認(rèn)為該消息已經(jīng)丟失，由此可能會導(dǎo)致業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)丟失，或業(yè)務(wù)狀態(tài)的不一致等現(xiàn)象的發(fā)生。然而通過使用RPOPLPUSH命令，消費(fèi)者程序在從主消息隊(duì)列中取出消息之后再將其插入到備份隊(duì)列中，直到消費(fèi)者程序完成正常的處理邏輯后再將該消息從備份隊(duì)列中刪除。同時(shí)我們還可以提供一個(gè)守護(hù)進(jìn)程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)備份隊(duì)列中的消息過期時(shí)，可以重新將其再放回到主消息隊(duì)列中，以便其它的消費(fèi)者程序繼續(xù)處理。
