1、简介
Redis中所有的的数据结构都是通过一个唯一的字符串key来获取相应的value数据。
Redis有5种基础数据结构,分别是:
string(字符串)
list(列表)
hash(字典)
set(集合)
zset(有序集合)
其中list、set、hash、zset这四种数据结构是容器型数据结构,它们共享下面两条通用规则:
create if not exists:容器不存在则创建
drop if no elements:如果容器中没有元素,则立即删除容器,释放内存
本文讲述的是Redis的5种基础数据结构中的list(列表)
2、list(列表)相关介绍
2.1 list(列表)的内部结构
Redis的列表相当于Java语言中的LinkedList,它是一个双向链表数据结构(但是这个结构设计比较巧妙,后面会介绍),支持前后顺序遍历。链表结构插入和删除操作快,时间复杂度O(1),查询慢,时间复杂度O(n)。

2.2 list(列表)的使用场景
根据Redis双向列表的特性,因此其也被用于异步队列的使用。实际开发中将需要延后处理的任务结构体序列化成字符串,放入Redis的队列中,另一个线程从这个列表中获取数据进行后续处理。其流程类似如下的图:

3、list(列表)的指令
3.1 右进左出—队列
队列在结构上是先进先出(FIFO)的数据结构(比如排队购票的顺序),常用于消息队列类似的功能,例如消息排队、异步处理等场景。通过它可以确保元素的访问顺序。
lpush -> 从左边边添加元素
lpush key value [value …]
rpush -> 从右边添加元素
rpush key value [value …]
llen -> 获取列表的长度
llen key
lpop -> 从左边弹出元素
lpop key
1127.0.0.1:6379> rpush code java c python # 向列表中添加元素
2(integer) 3
3127.0.0.1:6379> llen code # 获取列表长度
4(integer) 3
5127.0.0.1:6379> lpop code # 弹出最先添加的元素
6"java"
7127.0.0.1:6379> lpop code
8"c"
9127.0.0.1:6379> lpop code
10"python"
11127.0.0.1:6379> llen code
12(integer) 0
13127.0.0.1:6379> lpop code
14(nil)
3.2 右进右出——栈
栈在结构上是先进后出(FILO)的数据结构(比如弹夹压入子弹,子弹被射击出去的顺序就是栈),这种数据结构一般用来逆序输出。
lpush -> 从左边边添加元素
lpush key value [value …]
rpush -> 从右边添加元素
rpush key value [value …]
rpop -> 从右边弹出元素
rpop code
1127.0.0.1:6379> rpush code java c python
2(integer) 3
3127.0.0.1:6379> rpop code # 弹出最后添加的元素
4"python"
5127.0.0.1:6379> rpop code
6"c"
7127.0.0.1:6379> rpop code
8"java"
9127.0.0.1:6379> rpop code
10(nil)
3.3 慢操作
列表(list)是个链表数据结构,它的遍历是慢操作,所以涉及到遍历的性能将会遍历区间range的增大而增大。注意list的索引运行为负数,-1代表倒数第一个,-2代表倒数第二个,其它同理。
lindex -> 遍历获取列表指定索引处的值
lindex key ind
lrange -> 获取从索引start到stop处的全部值
lrange key start stop
ltrim -> 截取索引start到stop处的全部值,其它将会被删除
ltrim key start stop
1127.0.0.1:6379> rpush code java c python
2(integer) 3
3127.0.0.1:6379> lindex code 0 # 获取索引为0的数据
4"java"
5127.0.0.1:6379> lindex code 1 # 获取索引为1的数据
6"c"
7127.0.0.1:6379> lindex code 2 # 获取索引为2的数据
8"python"
9127.0.0.1:6379> lrange code 0 -1 # 获取全部 0 到倒数第一个数据 == 获取全部数据
101) "java"
112) "c"
123) "python"
13127.0.0.1:6379> ltrim code 0 -1 # 截取并保理 0 到 -1 的数据 == 保理全部
14OK
15127.0.0.1:6379> lrange code 0 -1
161) "java"
172) "c"
183) "python"
19127.0.0.1:6379> ltrim code 1 -1 # 截取并保理 1 到 -1 的数据 == 移除了索引为0的数据 java
20OK
21127.0.0.1:6379> lrange code 0 -1
221) "c"
232) "python"
4、list(列表)深入理解
Redis底层存储list(列表)不是一个简单的LinkedList,而是quicklist ——“快速列表”。关于quicklist是什么,下面会简单介绍,具体源码我也还在学习中,后面大家一起探讨。
quicklist是多个ziplist(压缩列表)组成的双向列表;而这个ziplist(压缩列表)又是什么呢?ziplist指的是一块连续的内存存储空间,Redis底层对于list(列表)的存储,当元素个数少的时候,它会使用一块连续的内存空间来存储,这样可以减少每个元素增加prev和next指针带来的内存消耗,最重要的是可以减少内存碎片化问题。
4.1 常见的链表结构示意图
每个node节点元素,都会持有一个prev->执行前一个node节点和next->指向后一个node节点的指针(引用),这种结构虽然支持前后顺序遍历,但是也带来了不小的内存开销,如果node节点仅仅是一个int类型的值,那么可想而知,引用的内存比例将会更大。

4.2 ziplist示意图
ziplist是一块连续的内存地址,他们之间无需持有prev和next指针,能通过地址顺序寻址访问。

4.3 quicklist示意图
quicklist是由多个ziplist组成的双向链表。
