Redis 列表（List）

Redis 列表是一个双向链表，可以用来存储一系列按顺序排列的元素。列表类型支持从两端插入和删除元素，适用于消息队列、任务调度、排行榜等场景。

场景示例

  1. 消息队列

    • 示例： 
      LPUSH queue "message1"
LPUSH queue "message2"
RPOP queue
    • 说明：使用 LPUSH 从左侧推入消息，使用 RPOP 从右侧弹出消息，实现先进先出（FIFO）的消息队列。

  2. 任务调度

    • 示例： 
      RPUSH tasks "task1"
RPUSH tasks "task2"
LPOP tasks
    • 说明：使用 RPUSH 从右侧推入任务，使用 LPOP 从左侧弹出任务，实现先进先出（FIFO）的任务调度。

  3. 排行榜

    • 示例： 
      RPUSH leaderboard "user1"
RPUSH leaderboard "user2"
LRANGE leaderboard 0 -1
    • 说明：使用 RPUSH 插入用户，使用 LRANGE 获取所有用户，实现简单的排行榜。

  4. 聊天记录

    • 示例： 
      RPUSH chat:room1 "Hello!"
RPUSH chat:room1 "Hi there!"
LRANGE chat:room1 0 -1
    • 说明：使用 RPUSH 插入聊天消息，使用 LRANGE 获取所有聊天记录。

  5. 定长列表

    • 示例： 
      LPUSH log "error1"
LPUSH log "error2"
LTRIM log 0 99
    • 说明：使用 LPUSH 插入日志信息，使用 LTRIM 保持列表长度不超过 100。

  6. 阻塞队列

    • 示例： 
      BRPOP queue 0
    • 说明：使用 BRPOP 命令从右侧弹出元素，如果列表为空则阻塞，直到有新元素被推入。

底层实现

Redis 列表类型的底层实现基于两种数据结构：ziplist（压缩列表）和 linkedlist（双向链表）。

  1. 压缩列表（ziplist）

    • 当列表包含的元素数量较少且每个元素的长度较短时，Redis 使用压缩列表存储列表。压缩列表是一种连续内存块，节省空间。
    • 结构： 
      struct {
    unsigned int zlbytes;     // 压缩列表的总字节数
    unsigned int zltail;      // 到达表尾的偏移量
    unsigned int zllen;       // 压缩列表包含的节点数量
    unsigned char entries[];  // 数据节点
};
    • 优点：紧凑内存布局，适合存储小数据量。

  2. 双向链表（linkedlist）

    • 当列表包含的元素数量较多或某些元素的长度较长时，Redis 使用双向链表存储列表。双向链表提供高效的插入和删除操作。
    • 结构： 
      typedef struct listNode {
    struct listNode *prev;    // 前置节点指针
    struct listNode *next;    // 后置节点指针
    void *value;              // 节点值
} listNode;

typedef struct list {
    listNode *head;           // 表头节点指针
    listNode *tail;           // 表尾节点指针
    unsigned long len;        // 节点数量
    // ...
} list;
    • 优点：高效处理大数据量和长字符串。

Redis 通过内存占用和访问速度的权衡，选择最合适的数据结构来存储列表数据。开始时，Redis 使用压缩列表存储小型列表，当列表增长到一定规模时，自动转换为双向链表，从而兼顾空间效率和性能。

Go 中使用 Redis 列表

在 Go 语言中，可以使用 go-redis 库来操作 Redis 列表。下面是一些基本操作示例。

  1. 连接 Redis

    package main

import (
    "github.com/go-redis/redis/v8"
    "context"
    "fmt"
)

var ctx = context.Background()

func main() {
    rdb := redis.NewClient(&redis.Options{
        Addr:     "localhost:6379",
        Password: "", // no password set
        DB:       0,  // use default DB
    })

    // 示例代码调用
    example(rdb)
}

func example(rdb *redis.Client) {
    // 示例操作
}

  2. 推入元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    err := rdb.LPush(ctx, "queue", "message1").Err()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    err = rdb.RPush(ctx, "queue", "message2").Err()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
}

  3. 弹出元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    msg, err := rdb.RPop(ctx, "queue").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("Popped message:", msg)
}

  4. 获取范围内的元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    msgs, err := rdb.LRange(ctx, "queue", 0, -1).Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("All messages:", msgs)
}

  5. 阻塞弹出元素

    func example(rdb *redis.Client) {
    msg, err := rdb.BRPop(ctx, 0, "queue").Result()
    if err != nil {
        panic(err)
    }
    fmt.Println("Popped message:", msg)
}

通过这些示例，可以在 Go 语言中方便地操作 Redis 列表，实现各种常见场景的需求。