Redis有序集合（sorted set）串数据结构和常用命令

有序集合和集合类似，只是说它是有序的，和无序集合的主要区别在于每一个元素除了值之外，它还会多一个分数。分数是一个浮点数，在 Java 中是使用双精度表示的，根据分数，Redis 就可以支持对分数从小到大或者从大到小的排序。

这里和无序集合一样，对于每一个元素都是唯一的，但是对于不同元素而言，它的分数可以一样。元素也是 String 数据类型，也是一种基于 hash 的存储结构。

集合是通过哈希表实现的，所以添加、删除、查找的复杂度都是 0（1）。集合中最大的成员数为 2 的 32 次方减 1（40 多亿个成员），有序集合的数据结构如图 1 所示。

图 1  有序集合的数据结构

有序集合是依赖 key 标示它是属于哪个集合，依赖分数进行排序，所以值和分数是必须的，而实际上不仅可以对分数进行排序，在满足一定的条件下，也可以对值进行排序。

Redis基础命令

有序集合和无序集合的命令是接近的，只是在这些命令的基础上，会增加对于排序的操作，这些是我们在使用的时候需要注意的细节。

下面讲解这些常用的有序集合的部分命令。有些时候 Redis 借助数据区间的表示方法来表示包含或者不包含，比如在数学的区间表示中，[2,5] 表示包含 2，但是不包含 5 的区间。具体如表 1 所示。

在对有序集合、下标、区间的表示方法进行操作的时候，需要十分小心命令，注意它是操作分数还是值，稍有不慎就会出现问题。

这里命令比较多，也有些命令比较难使用，在使用的时候，务必要小心，不过好在我们使用 zset 的频率并不是太高，下面是测试结果——有序集合命令展示，如图 2 所示。

图 2 有序集合命令展示

spring-data-redis对有序集合的封装

在 Spring 中使用 Redis 的有序集合，需要注意的是 Spring 对 Redis 有序集合的元素的值和分数的范围（Range）和限制（Limit）进行了封装，在演示如何使用 Spring 操作有序集合前要进一步了解它的封装。

先介绍一个主要的接口——TypedTuple，它不是一个普通的接口，而一个内部接口，它是 org.springframework.data.redis.core.ZSetOperations 接口的内部接口，它定义了两个方法，代码如下所示。

public interface ZSetOperations<K,V>{
      ......  public interface TypedTuple extends Comparable<TypedTuple< {
      V getValue();
        Double getScore();
  }
......
}

这里的 getValue() 是获取值，而 getScore() 是获取分数，但是它只是一个接口，而不是一个实现类。spring-data-redis 提供了一个默认的实现类—— DefaultTypedTuple，同样它会实现 TypedTuple 接口，在默认的情况下 Spring 就会把带有分数的有序集合的值和分数封装到这个类中，这样就可以通过这个类对象读取对应的值和分数了。

Spring 不仅对有序集合元素封装，而且对范围也进行了封装，方便使用。它是使用接口 org.springframework.data.redis.connection.RedisZSetCommands 下的内部类 Range 进行封装的，它有一个静态的 range() 方法，使用它就可以生成一个 Range 对象了，只是要清楚 Range 对象的几个方法才行，为此我们来看看下面的伪代码。

//设置大于等于min  public Range gte(Object min)
//设置大于min  public Range gt(Object min) 
//设置小于等于max  public Range lte(Object max)
//设置小于max  public Range lt(Object max)

这 4 个方法就是最常用的范围方法。下面讨论一下限制，它是接口 org.springframework.data.redis.connection.RedisZSetCommands 下的内部类，它是一个简单的 POJO，它存在两个属性，它们的 getter 和 setter 方法，如下面的代码所示。

// ......  public interface RedisZSetCommands {
      // ......  public class Limit {
      int offset;
      int count;  //setter和getter方法
  }
  //......
}

通过属性的名称很容易知道：offset 代表从第几个开始截取，而 count 代表限制返回的总数量。

通过 Spring 操作有序集合

我们讨论了 spring-data-redis 项目对有序集合的封装，在此基础上，这节给出演示的例子。只是在测试代码前，要把 RedisTemplate 的 keySerializer 和 valueSerializer 属性都修改为字符串序列化器 StringRedisSerializer，测试代码如下所示。

public static void testZset() {
      ApplicationContext applicationContext = new ClassPathXmlApplicationContext(
                  "applicationContext.xml");
      RedisTemplate redisTemplate = applicationContext.getBean(RedisTemplate.class);      // Spring提供接口 TypedTuple操作有序集合
      Set set1 = new HashSet();
      Set set2 = new HashSet(); 
     int j = 9;      for (int i = 1; i <= 9; i  ) { 
         j--;          // 计算分数和值
          Double score1 = Double.valueOf(i);
          String value1 = "x"   i;
          Double score2 = Double.valueOf(j);
          String value2 = j % 2 == 1 ? "y"   j : "x"   j;          // 使用 Spring 提供的默认 TypedTuple--DefaultTypedTuple
          TypedTuple typedTuple1 = new DefaultTypedTuple(value1, score1);
          set1.add(typedTuple1);
          TypedTuple typedTuple2 = new DefaultTypedTuple(value2, score2);
          set2.add(typedTuple2);
      }
      // 将元素插入有序集合zset1
      redisTemplate.opsForZSet().add("zset1", set1);
      redisTemplate.opsForZSet().add("zset2", set2);
      // 统计总数
      Long size = null;
      size = redisTemplate.opsForZSet().zCard("set1");
      // 计分数为score，那么下面的方法就是求 3<=score<=6的元素
      size = redisTemplate.opsForZSet().count("zset1", 3, 6);
      Set set = null;
      // 从下标一开始截取5个元素，但是不返回分数，每一个元索是String
      set = redisTemplate.opsForZSet().range("zset1", 1, 5);
      printSet(set);
      // 截取集合所有元素，并且对集合按分数排序，并返回分数，每一个元素是TypedTuple
      set = redisTemplate.opsForZSet().rangeWithScores("zset1", 0, -1);
      printTypedTuple(set);
      // 将zset1和zset2两个集合的交集放入集合inter_zset
      size = redisTemplate.opsForZSet().intersectAndStore("zset1", "zset2","inter_zset");
      // 区间
      Range range = Range.range();
      range.lt("x8");// 小于
      range.gt("x1"); // 大于
      set = redisTemplate.opsForZSet().rangeByLex("zset1", range);
      printSet(set);
      range.lte("x8"); // 小于等于
      range.gte("xl"); // 大于等于
      set = redisTemplate.opsForZSet().rangeByLex("zset1", range);
      printSet(set);
      // 限制返回个数
      Limit limit = Limit.limit();
      // 限制返回个数
      limit.count(4);
      // 限制从第五个开始截取
      limit.offset(5);
      // 求区间内的元素，并限制返回4条
      set = redisTemplate.opsForZSet().rangeByLex("zset1", range, limit);
      printSet(set);
      // 求排行，排名第1返回0，第2返回1
      Long rank = redisTemplate.opsForZSet().rank("zset1", "x4");
      System.err.println("rank = "   rank);
      // 删除元素，返回删除个数
      size = redisTemplate.opsForZSet().remove("zset1", "x5", "x6");
      System.err.println("delete = "   size);
      // 按照排行删除从0开始算起，这里将删除第排名第2和第3的元素
      size = redisTemplate.opsForZSet().removeRange("zset2", 1, 2);
      // 获取所有集合的元素和分数，以-1代表全部元素
      set = redisTemplate.opsForZSet().rangeWithScores("zset2", 0, -1);
      printTypedTuple(set);
      // 删除指定的元素
      size = redisTemplate.opsForZSet().remove("zset2", "y5", "y3");
      System.err.println(size);
      // 给集合中的一个元素的分数加上11
      Double dbl = redisTemplate.opsForZSet().incrementScore("zset1", "x1",11);
      redisTemplate.opsForZSet().removeRangeByScore("zset1", 1, 2);
      set = redisTemplate.opsForZSet().reverseRangeWithScores("zset2", 1, 10);
      printTypedTuple(set); 
} 
/**  * 打印TypedTuple集合  * @param set  * -- Set  */
public static void printTypedTuple(Set set) {
      if (set != null && set.isEmpty()) {
          return;
      }
      Iterator iterator = set.iterator();
      while (iterator.hasNext()) {
          TypedTuple val = (TypedTuple) iterator.next();
          System.err.print("{value = "   val.getValue()   ", score = "                    val.getScore()   "}n");
      }
}
/**  * 打印普通集合  * @param set普通集合  */
public static void printSet(Set set) {
      if (set != null && set.isEmpty()) {
          return;
      }
      Iterator iterator = set.iterator();
      while (iterator .hasNext()) {
      Object val = iterator.next();
      System. out.print (val  "t");
      }
      System.out.println(); 
}

上面的代码演示了大部分 Spring 对有序集合的操作，笔者也给了比较清晰的注释，读者参考后一步步验证，就能熟悉如何通过 Spring 操作有序集合了。