Redis顺序集合那些事儿，怎么用起来更顺手更高效

Redis的有序集合,你可以把它想象成一个班级的成绩单，这个成绩单有两个核心特点：第一，每个学生（成员）都有一个分数；第二，这个名单是按照分数从高到低或者从低到高排好序的，在Redis里，这个“分数”是一个浮点数，排序就是靠它。

（来源：Redis官方文档对Sorted Sets数据类型的核心定义）

这个东西在实际项目中用处非常大,最经典的应用就是排行榜，游戏里的玩家积分榜、微博的热搜榜、视频网站的热播榜，都可以用它来实现，你只需要把商品ID或者话题名称作为“成员”（member），把销量、点击量作为“分数”（score），然后一个命令就能取出前N名，非常方便。

（来源：常见应用场景的归纳）

除了排行榜,它还能做延时队列，比如你有一些任务需要在5分钟后执行，你可以把任务的执行时间戳作为分数，把任务内容作为成员，塞进有序集合里，然后启动一个进程，每隔一段时间就去这个集合里扫描一下，找出分数小于当前时间戳的任务（也就是已经到点的任务），拿出来执行，这比简单的列表队列更强大。

（来源：Redis在消息队列和延时任务中的实践应用）

怎么用才能更顺手和高效呢？这里有几个关键点。

第一,理解命令的复杂度，Redis命令很快，但不同的命令速度不一样，像ZADD（添加成员）、ZREM（删除成员）、ZSCORE（获取成员分数）这些命令，时间复杂度是O(1)或者O(log(N))，都非常快，你可以放心频繁使用，像ZRANGE（按排名范围取成员）和ZREVRANGE（逆序按排名范围取成员）这样的命令，如果你要取整个集合，复杂度是O(log(N)+M)，其中N是集合总大小，M是你返回的成员数量，如果整个集合有几百万成员，你一次性全取出来，肯定会慢。关键是要避免一次性操作大量数据，尽量只取你需要的部分，比如只取前100名。

（来源：Redis官方文档中每个命令的时间复杂度说明）

第二,善用范围操作，有序集合最强大的地方就在于范围查询，除了按排名范围查（第1名到第10名），还可以按分数范围查（分数在80到100之间的成员），命令是ZRANGEBYSCORE和ZREVRANGEBYSCORE，这在做分页或者筛选时极其有用，你想找出所有积分在1000分以上的用户，用这个命令一下就搞定了，效率远高于你把所有数据取到程序里再过滤。

（来源：Redis范围查询命令的功能介绍）

第三,谨慎使用聚合操作，有序集合支持对多个集合进行并集（ZUNIONSTORE）和交集（ZINTERSTORE）操作，这个功能很强大，比如你可以计算两个频道的热门文章合集，但是要注意，这些命令的时间复杂度是O(NK)+O(Mlog(M))，其中N是最小集合的大小，K是输入集合的个数，M是结果集中元素的数量，当集合很大时，这个操作可能会阻塞Redis服务器一段时间，不适合在线上频繁执行，如果一定要用，可以考虑在低峰期执行，或者把结果缓存起来。

（来源：对聚合命令性能影响的实践经验总结）

第四,注意大容量的影响，当一个有序集合的元素数量非常庞大时（比如上千万），即使是一些O(log(N))的操作，也可能因为常数因子变大而感觉变慢，内存占用也会成为一个问题，Redis为了优化内存，在有序集合的元素较小时使用ziplist（一种紧凑的内存结构），当元素数量或大小超过阈值时，会转换为skiplist（跳跃表），你可以根据实际情况，在Redis配置文件中调整这个转换的阈值（zset-max-ziplist-entries和zset-max-ziplist-value），如果你的集合大部分都很大，那么用默认的skiplist就好；如果你的集合大部分都是小集合，适当调大阈值可以节省很多内存。

（来源：Redis内存优化相关的配置文档和原理分析）

一个实用的技巧是组合使用，有序集合经常和Redis的其他数据结构一起用，在做排行榜时，有序集合里只存用户ID和分数，用户的详细信息（如昵称、头像）存在Hash（哈希表）里，这样，你先用ZREVRANGE取出前10名的用户ID，再用HMGET批量获取这10个用户的详细信息，通过两次高效的网络IO就完成了，比把详细信息都塞进有序集合里要灵活和节省空间得多。

（来源：常见的Redis多数据结构组合使用模式）

想让Redis有序集合用得顺手高效,核心就是：了解每个命令的“代价”，多用高效的范围查询，避免阻塞性的聚合操作和大数据量传输，根据数据规模优化内存配置，并善于将它和其他数据结构搭配使用，把它当成一个功能强大的、现成的排序引擎来用，而不是一个万能仓库，这样就能最大程度发挥它的威力。