Redis開發與運維. 2.5 集合

<b>2.5　集合</b>

集合（set）類型也是用來儲存多個的字元串元素，但和清單類型不一樣的是，集合中不允許有重複元素，并且集合中的元素是無序的，不能通過索引下标擷取元素。如圖2-22所示，集合user:1:follow包含着"it"、"music"、

"his"、"sports"四個元素，一個集合最多可以存儲232-1個元素。redis除了支援集合内的增删改查，同時還支援多個集合取交集、并集、差集，合理地使用好集合類型，能在實際開發中解決很多實際問題。

<b>2.5.1　指令</b>

下面将按照集合内和集合間兩個次元對集合的常用指令進行介紹。

1.?集合内操作

（1）添加元素

sadd key element [element ...]

傳回結果為添加成功的元素個數，例如：

127.0.0.1:6379&gt; exists myset

(integer) 0

127.0.0.1:6379&gt; sadd myset a b c

(integer) 3

127.0.0.1:6379&gt; sadd myset a b

（2）删除元素

srem key element [element ...]

傳回結果為成功删除元素個數，例如：

127.0.0.1:6379&gt; srem myset a b

(integer) 2

127.0.0.1:6379&gt; srem myset hello

（3）計算元素個數

scard key

scard的時間複雜度為o(1)，它不會周遊集合所有元素，而是直接用redis内部的變量，例如：

127.0.0.1:6379&gt; scard myset

(integer) 1

（4）判斷元素是否在集合中

sismember key element

如果給定元素element在集合内傳回1，反之傳回0，例如：

127.0.0.1:6379&gt; sismember myset c

（5）随機從集合傳回指定個數元素

srandmember key [count]

[count]是可選參數，如果不寫預設為1，例如：

127.0.0.1:6379&gt; srandmember myset 2

1) "a"

2) "c"

127.0.0.1:6379&gt; srandmember myset

"d"

（6）從集合随機彈出元素

spop key

spop操作可以從集合中随機彈出一個元素，例如下面代碼是一次spop後，集合元素變為"d b a"：

127.0.0.1:6379&gt; spop myset

"c"

127.0.0.1:6379&gt; smembers myset

1) "d"

2) "b"

3) "a"

需要注意的是redis從3.2版本開始，spop也支援[count]參數。

srandmember和spop都是随機從集合選出元素，兩者不同的是spop指令執行後，元素會從集合中删除，而srandmember不會。

（7）擷取所有元素

smembers key

下面代碼擷取集合myset所有元素，并且傳回結果是無序的：

smembers和lrange、hgetall都屬于比較重的指令，如果元素過多存在阻塞redis的可能性，這時候可以使用sscan來完成，有關sscan指令2.7節會介紹。

2.?集合間操作

現在有兩個集合，它們分别是user:1:follow和user:2:follow：

127.0.0.1:6379&gt; sadd user:1:follow it

music his sports

(integer) 4

127.0.0.1:6379&gt; sadd user:2:follow it

news ent sports

（1）求多個集合的交集

sinter key [key ...]

例如下面代碼是求user:1:follow和user:2:follow兩個集合的交集，傳回結果是sports、it：

127.0.0.1:6379&gt; sinter user:1:follow

user:2:follow

1) "sports"

2) "it"

（2）求多個集合的并集

suinon key [key ...]

例如下面代碼是求user:1:follow和user:2:follow兩個集合的并集，傳回結果是sports、it、his、news、music、ent：

127.0.0.1:6379&gt; sunion user:1:follow

3) "his"

4) "news"

5) "music"

6) "ent"

（3）求多個集合的差集

sdiff key [key ...]

例如下面代碼是求user:1:follow和user:2:follow兩個集合的差集，傳回結果是music和his：

127.0.0.1:6379&gt; sdiff user:1:follow

1) "music"

2) "his"

前面三個指令如圖2-23所示。

圖2-23　集合求交集、并集、差集

（4）将交集、并集、差集的結果儲存

sinterstore destination key [key ...]

suionstore 

destination key [key ...]

sdiffstore 

集合間的運算在元素較多的情況下會比較耗時，是以redis提供了上面三個指令（原指令 + store）将集合間交集、并集、差集的結果儲存在destination key中，例如下面操作将user:1:follow和user:2:follow兩個集合的交集結果儲存在user:1_2:inter中，user:1_2:inter本身也是集合類型：

127.0.0.1:6379&gt; sinterstore

user:1_2:inter user:1:follow user:2:follow

127.0.0.1:6379&gt; type user:1_2:inter

set

127.0.0.1:6379&gt; smembers user:1_2:inter

1) "it"

2) "sports"

至此有關集合的指令基本已經介紹完了，表2-6給出集合常用指令的時間複雜度，開發人員可以根據自身需求進行選擇。

表2-6　集合常用指令時間複雜度

命　　令         時間複雜度

sadd key element [element ...]        o(k)，k是元素個數

srem key element [element ...]       o(k)，k是元素個數

scard key o(1)

sismember key element  o(1)

srandmember key [count]        o(count)

spop key  o(1)

smembers key o(n)，n是元素總數

sinter key [key ...] 或者

sinterstore      o(m*k)，k是多個集合中元素最少的個數，m是鍵個數

suinon key [key ...] 或者 suionstore      o(k)，k是多個集合元素個數和

sdiff key [key ...] 或者 sdiffstore   o(k)，k是多個集合元素個數和

<b>2.5.2　内部編碼</b>

集合類型的内部編碼有兩種：

intset（整數集合）：當集合中的元素都是整數且元素個數小于set-max-intset-entries配置（預設512個）時，redis會選用intset來作為集合的内部實作，進而減少記憶體的使用。

hashtable（哈希表）：當集合類型無法滿足intset的條件時，redis會使用hashtable作為集合的内部實作。

下面用示例來說明：

1）當元素個數較少且都為整數時，内部編碼為intset：

127.0.0.1:6379&gt; sadd setkey 1 2 3 4

127.0.0.1:6379&gt; object encoding setkey

"intset"

2.1）當元素個數超過512個，内部編碼變為hashtable：

127.0.0.1:6379&gt; sadd setkey 1 2 3 4 5 6

... 512 513

(integer) 509

127.0.0.1:6379&gt; scard setkey

(integer) 513

127.0.0.1:6379&gt; object encoding listkey

"hashtable"

2.2）當某個元素不為整數時，内部編碼也會變為hashtable：

127.0.0.1:6379&gt; sadd setkey a

有關集合類型的記憶體優化技巧将在8.3節中詳細介紹。

<b>2.5.3　使用場景</b>

集合類型比較典型的使用場景是标簽（tag）。例如一個使用者可能對娛樂、體育比較感興趣，另一個使用者可能對曆史、新聞比較感興趣，這些興趣點就是标簽。有了這些資料就可以得到喜歡同一個标簽的人，以及使用者的共同喜好的标簽，這些資料對于使用者體驗以及增強使用者黏度比較重要。例如一個電子商務的網站會對不同标簽的使用者做不同類型的推薦，比如對數位産品比較感興趣的人，在各個頁面或者通過郵件的形式給他們推薦最新的數位産品，通常會為網站帶來更多的利益。

下面使用集合類型實作标簽功能的若幹功能。

（1）給使用者添加标簽

sadd user:1:tags tag1 tag2 tag5

sadd user:2:tags tag2 tag3 tag5

 ...

sadd user:k:tags tag1 tag2 tag4

...

（2）給标簽添加使用者

sadd tag1:users user:1 user:3

sadd tag2:users user:1 user:2 user:3

sadd tagk:users user:1 user:2

使用者和标簽的關系維護應該在一個事務内執行，防止部分指令失敗造成的資料不一緻，有關如何将兩個指令放在一個事務，第3章會介紹事務以及lua的使用方法。

（3）删除使用者下的标簽

srem user:1:tags tag1 tag5

（4）删除标簽下的使用者

srem tag1:users user:1

srem tag5:users user:1

（3）和（4）也是盡量放在一個事務執行。

（5）計算使用者共同感興趣的标簽

可以使用sinter指令，來計算使用者共同感興趣的标簽，如下代碼所示：

sinter user:1:tags user:2:tags

前面隻是給出了使用redis集合類型實作标簽的基本思路，實際上一個标簽系統遠比這個要複雜得多，不過集合類型的應用場景通常為以下幾種：

sadd = tagging（标簽）

spop/srandmember = random item（生成随機數，比如抽獎）

sadd + sinter = social graph（社交需求）?