一、概述
假设我们现在有这样的需求：我们需要对同类数据进行排序，需要提供一种可以根据自身特征进行排序的方式。于是我们引入今天的类型：sorted_set，也叫做有序集合，通常我们也称为 zset，指的是在 redis 中，通常以 zset add 等命令操作。
有序集合可以保存可排序的数据，在set存储结构的基础之上添加可排序字段。有序集合数据结构如下图所示：
key 代表集合中的元素， score 代表元素对应的排序值。
本篇是该系列文章的第七篇，你可以通过以下链接阅读之前的内容
03-redis入门知识第3篇-redis的基本操作与数据类型
04-redis入门知识第4篇-redis中的string数据类型与基本的数据存取操作
二、sorted_set 数据类型的基本操作
2.1 添加数据
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zadd key score1 member1 [score2 member2]
2.2 获取全部数据
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# 顺序排列取数据
zrange key start stop [withscores]
# 倒叙排列取数据
zrevrange key start stop [withscores]
2.3 删除数据
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zrem key member [member...]
2.4 按条件获取数据
相关符号如下：
+inf: 表示大于任何数
-inf: 表示小于任何数
(: 左开区间
): 右开区间
指令格式
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# 正序 根据score查询
zrangebyscore key min max [withscores] [limit]
# 倒序 根据score查询
zreverangebyscore key min max [withscores] [limit]
查询示例
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# 添加数据
zadd scores 60 li 85 ww 91 zl 88 lxm 82 xsd 66 cc 100 glz 79 zs
# 查询score为80到任意大的3条数据
zrangebyscore scores 80 +inf withscores limit 0 3
# 查询100到60的2条数据
zrevrangebyscore scores 100 60 withscores limit 0 2
2.5 按条件删除
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# 根据索引删除数据
zremrangebyrank key start stop
# 根据score删除数据
zremrangebyscore key min max
2.6 获取集合总数
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# 获取某个键的集合总数
zcard key
# 获取score范围值的集合总数
zcount key min max
2.7 有序集合的交并操作
- 指令格式
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# 将numkey个集合 的交集保存到destination 中，合并之后的新集合中，score值被相加
zinterstore destination numkey key [key1...]
# 将numkey个集合 的并集保存到destination 中
zunionstore destination numkey key [key1...]
- 交集操作指令示例
我们先执行以下指令添加测试数据
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# 添加数据到s1中
zadd s1 50 aa 60 bb 70 cc
# 添加数据到s2中
zadd s2 60 aa 70 bb 90 cc
# 添加数据到s3中
zadd s3 70 aa 70 bb 100 cc
将以上是那个集合的交集保存到 ss 中
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# 求s1、s2、s3的交集 保存到 ss 中
zinterstore ss 3 s1 s2 s3
# 打印 ss 中的数据
zrange ss 0 -1 withscores
此时可以看到返回的数据如下图所示
此时我们可以看到每一个字段的score值被相加起来。我们还可以指定交叉的元素 取最大值(max)还是 最小值(min)，而不是 求和值(sum)，如下指令
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# 求 s1、s2、s3 的交集保存到 ss1 中，取交叉元素的最大值
zinterstore ss1 3 s1 s2 s3 aggregate max
# 求 s1、s2、s3 的交集保存到 ss2 中，取交叉元素的最小值
zinterstore ss2 3 s1 s2 s3 aggregate min
分别取 ss1 和 ss2 的结果如下图所示
三、sorted_set 数据类型的扩展操作
3.1 需求案例
假设有以下的需求
- 各类资源网站TOP 10排行榜（电影、歌曲、文档、电商、游戏等）
- 聊天室的活跃度统计
- 游戏好友亲密度
3.2 解决方案
使用 有序集合 对所有参与排名的资源建立排序依据，相关操作指令如下
- 获取数据对应索引的排名
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# 根据score 值从小到大正向查询 排名
zrank key member
# 根据score 值从大到小倒向查询 排名
zrevrank key member
- score值获取与修改
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# 根据key和member获取score值
zscore key member
# 对 key 中的 member 元素增加 increment 个单位的 score 值
zincrby key increment member
- 示例
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# 添加测试数据
zadd movies 143 aa 97 bb 201 cc
四、sorted_set 类型数据操作的注意事项
- score 保存的存储空间是64位，如果是整数，数值范围是 -9007199254740992 ~ 9007199254740992
- score 保存的数据也可以是一个双精度的double值，基于双精度浮点数的特征，可能会丢失精度，使用的时候要慎重
- sorted_set 底层存储还是基于set结构的，因此数据不能重复，如果重复添加相同的数据，score值将会被覆盖，保留最后一次保存的结果
五、sorted_set 应用于处理定时的顺序任务
- 对于基于时间线限定的任务处理，将处理时间记录为score 值，利用排序功能区分处理的先后顺序；
- 记录下一个要处理的时间，当到期后处理对应的任务，任务处理完成之后移除redis中对应的记录，并记录下一个要处理的时间；
- 当新任务加入时，判定并更新下一个要处理的任务时间；
- 为了提升sorted_set的性能，通常将任务根据特征存储成若干个sorted_set。例如一小时内、一天内、一周内、一个月内、季度内、年度内等，操作时逐级提升，将即将操作的若干个任务纳入到1小时内处理的队列中。
redis中获取系统时间的指令
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time
六、sorted_set 应用于处理有权重的队列任务
6.1 普通权重任务的处理
当任务或者消息待处理，形成了任务队列或者消息队列时，对于高优先级的任务要保障对其优先处理。我们利用sorted_set的特征，即可解决这个问题。对于有权重的任务，优先处理权重高的任务，采用score记录权重即可。如下指令
添加测试数据
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# 添加权重为 4 的id为105订单任务
zadd tasks 4 order:id:105
# 添加权重为 9 的id为425订单任务
zadd tasks 9 order:id:425
# 添加权重为 1 的id为1345订单任务
zadd tasks 1 order:id:345
根据权重从高到低查询任务列表
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zrevrange tasks 0 -1 withscores
在实际的场景中，我们往往挨条任务取出来处理，使用下面的指令取出第一个任务
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zrevrange tasks 0 0 withscores
我们得到的任务元素是 order:id:425 ，任务处理完成之后，将对应元素移除即可，如下指令
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zrem tasks order:id:425
不过，以上的操作不是原子性（要么全部执行成功要么全部执行失败）的，我们这里暂且不讨论非原子性操作带来的后果，后面的章节会说明。
6.2 多重权重任务的处理
如果权重条件过多时，需要对排序score值进行处理，保障score值能够兼容2个条件或者多个条件，例如外贸订单优先于国内订单，总裁订单优先于员工订单，经理订单优先于员工订单。解决方案如下：
因score长度受限，需要对数据进行截断处理，尤其是时间设置为小时或分钟级别即可。先设定订单列表，后设定发起角色类别，整体score长度必须是统一的，不足则补0。第一排序规则首位不得是0
示例：外贸101，国内102，经理104，员工008。那么员工下的外贸单为101008，经理下的国内订单为102004