有序集合类型概述
Redis 有序集合（Sorted Set）是字符串元素的集合，每个元素都关联一个分数（score）。元素按分数排序，分数可以重复，但元素必须唯一。有序集合提供了快速的范围查询和排名功能。
有序集合结构示意图
Alice
85
Bob
92
Charlie
78
David
95
特点：按分数自动排序、元素唯一、支持范围查询
#1
David
95分
#2
Bob
92分
#3
Alice
85分
#4
Charlie
78分
📝 基本操作命令
有序集合的基础增删查操作：
| 命令 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
ZADD key score member [score member ...] |
添加元素到有序集合 | ZADD leaderboard 100 "player1" |
ZREM key member [member ...] |
从有序集合中删除元素 | ZREM leaderboard "player1" |
ZSCORE key member |
获取元素的分数 | ZSCORE leaderboard "player1" |
ZCARD key |
获取有序集合元素数量 | ZCARD leaderboard |
ZCOUNT key min max |
统计分数区间内的元素数量 | ZCOUNT leaderboard 80 100 |
ZINCRBY key increment member |
增加元素的分数 | ZINCRBY leaderboard 10 "player1" |
基本操作示例：
# 创建游戏排行榜 ZADD game:leaderboard 1000 "player1" 1200 "player2" 800 "player3" # 查看集合信息 ZCARD game:leaderboard # 返回: 3 (元素数量) ZSCORE game:leaderboard "player2" # 返回: "1200" (player2的分数) # 更新分数 ZINCRBY game:leaderboard 100 "player1" # player1分数增加100 ZSCORE game:leaderboard "player1" # 返回: "1100" # 统计分数区间 ZCOUNT game:leaderboard 1000 1200 # 返回: 2 (分数在1000-1200之间的玩家数) # 删除玩家 ZREM game:leaderboard "player3" ZCARD game:leaderboard # 返回: 2
🔍 范围查询命令
按排名或分数范围查询元素：
| 命令 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
ZRANGE key start stop [WITHSCORES] |
按排名范围获取元素（升序） | ZRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES |
ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] |
按排名范围获取元素（降序） | ZREVRANGE leaderboard 0 2 WITHSCORES |
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES] [LIMIT offset count] |
按分数范围获取元素（升序） | ZRANGEBYSCORE leaderboard 80 100 |
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES] [LIMIT offset count] |
按分数范围获取元素（降序） | ZREVRANGEBYSCORE leaderboard 100 80 |
ZRANK key member |
获取元素排名（升序，从0开始） | ZRANK leaderboard "player1" |
ZREVRANK key member |
获取元素排名（降序，从0开始） | ZREVRANK leaderboard "player1" |
范围查询示例：
# 创建学生成绩排行榜 ZADD student:scores 85 "Alice" 92 "Bob" 78 "Charlie" 95 "David" 88 "Eve" # 按排名查询（升序：分数从低到高） ZRANGE student:scores 0 2 # 返回: ["Charlie", "Alice", "Eve"] ZRANGE student:scores 0 2 WITHSCORES # 返回: ["Charlie", "78", "Alice", "85", "Eve", "88"] # 按排名查询（降序：分数从高到低） ZREVRANGE student:scores 0 2 # 返回: ["David", "Bob", "Eve"] (前3名) ZREVRANGE student:scores 0 2 WITHSCORES # 返回: ["David", "95", "Bob", "92", "Eve", "88"] # 按分数范围查询 ZRANGEBYSCORE student:scores 80 90 # 返回: ["Alice", "Eve"] (80-90分的学生) ZRANGEBYSCORE student:scores 90 100 WITHSCORES # 返回: ["Bob", "92", "David", "95"] # 获取排名 ZRANK student:scores "Alice" # 返回: 1 (升序排名，从0开始) ZREVRANK student:scores "Alice" # 返回: 3 (降序排名，从0开始) # 分页查询 ZREVRANGE student:scores 0 1 # 第1页：前2名 ZREVRANGE student:scores 2 3 # 第2页：第3-4名
🗑️ 删除操作命令
按排名或分数范围删除元素：
| 命令 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
ZREMRANGEBYRANK key start stop |
按排名范围删除元素 | ZREMRANGEBYRANK leaderboard 0 2 |
ZREMRANGEBYSCORE key min max |
按分数范围删除元素 | ZREMRANGEBYSCORE leaderboard 0 60 |
删除操作示例：
# 创建测试数据 ZADD test:scores 10 "a" 20 "b" 30 "c" 40 "d" 50 "e" 60 "f" # 删除最低的3个分数 ZREMRANGEBYRANK test:scores 0 2 # 删除排名0-2的元素（a, b, c） ZRANGE test:scores 0 -1 # 返回: ["d", "e", "f"] # 删除分数低于50的元素 ZREMRANGEBYSCORE test:scores 0 49 # 删除分数0-49的元素 ZRANGE test:scores 0 -1 WITHSCORES # 返回: ["e", "50", "f", "60"] # 保留前N名（删除其他） ZADD ranking 100 "p1" 90 "p2" 80 "p3" 70 "p4" 60 "p5" ZREMRANGEBYRANK ranking 0 -4 # 保留前3名，删除其他 ZREVRANGE ranking 0 -1 # 返回: ["p1", "p2", "p3"]
🔄 集合运算命令
有序集合之间的运算操作：
| 命令 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
ZUNIONSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX] |
计算并集并存储 | ZUNIONSTORE result 2 set1 set2 |
ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] [WEIGHTS weight [weight ...]] [AGGREGATE SUM|MIN|MAX] |
计算交集并存储 | ZINTERSTORE result 2 set1 set2 |
集合运算示例：
# 创建两个科目的成绩 ZADD math:scores 85 "Alice" 90 "Bob" 78 "Charlie" ZADD english:scores 88 "Alice" 82 "Bob" 92 "David" # 计算总分（并集，分数相加） ZUNIONSTORE total:scores 2 math:scores english:scores AGGREGATE SUM ZREVRANGE total:scores 0 -1 WITHSCORES # 返回: ["Alice", "173", "Bob", "172", "David", "92", "Charlie", "78"] # 计算两科都有成绩的学生（交集） ZINTERSTORE both:scores 2 math:scores english:scores AGGREGATE SUM ZREVRANGE both:scores 0 -1 WITHSCORES # 返回: ["Alice", "173", "Bob", "172"] (只有Alice和Bob两科都有成绩) # 使用权重计算加权平均 ZUNIONSTORE weighted:scores 2 math:scores english:scores WEIGHTS 0.6 0.4 ZREVRANGE weighted:scores 0 -1 WITHSCORES # 数学占60%，英语占40%的加权分数
🔍 遍历命令
安全遍历大有序集合：
| 命令 | 描述 | 示例 |
|---|---|---|
ZSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count] |
迭代有序集合元素 | ZSCAN myzset 0 MATCH "user:*" |
遍历示例：
# 创建大有序集合 ZADD large:zset 100 "user:1001" 200 "user:1002" 150 "admin:2001" # 遍历所有元素 ZSCAN large:zset 0 # 按模式匹配 ZSCAN large:zset 0 MATCH "user:*" # 返回: 匹配"user:*"模式的元素 # 限制返回数量 ZSCAN large:zset 0 COUNT 2
实际应用场景
🏆 排行榜系统
使用有序集合实现各种排行榜：
# 游戏积分排行榜 ZADD game:leaderboard 1500 "player001" 1200 "player002" 1800 "player003" ZADD game:leaderboard 1350 "player004" 1600 "player005" # 获取前10名 ZREVRANGE game:leaderboard 0 9 WITHSCORES # 获取某玩家排名 ZREVRANK game:leaderboard "player001" # 返回: 2 (第3名，从0开始) # 获取某玩家周围的排名 SET player_rank [ZREVRANK game:leaderboard "player001"] ZREVRANGE game:leaderboard (player_rank-2) (player_rank+2) WITHSCORES # 更新玩家分数 ZINCRBY game:leaderboard 100 "player001" # 增加100分 # 月度排行榜重置 DEL game:leaderboard:2024-01 RENAME game:leaderboard game:leaderboard:2024-01 # 分段排行榜 ZRANGEBYSCORE game:leaderboard 1000 1500 WITHSCORES # 1000-1500分段
⏰ 延时队列
使用时间戳作为分数实现延时任务：
# 添加延时任务（时间戳作为分数）
ZADD delay:queue 1640995200 "task:send_email:1001" # 2022-01-01 00:00:00
ZADD delay:queue 1640995800 "task:send_sms:1002" # 2022-01-01 00:10:00
ZADD delay:queue 1640996400 "task:push_notification:1003" # 2022-01-01 00:20:00
# 获取当前时间戳
SET current_time [date +%s]
# 获取到期的任务
ZRANGEBYSCORE delay:queue 0 $current_time
# 处理到期任务并删除
ZRANGEBYSCORE delay:queue 0 $current_time LIMIT 0 10
# 处理任务...
ZREMRANGEBYSCORE delay:queue 0 $current_time
# 定时任务调度器
while true; do
current=$(date +%s)
tasks=$(redis-cli ZRANGEBYSCORE delay:queue 0 $current LIMIT 0 100)
for task in $tasks; do
# 处理任务
echo "Processing: $task"
done
redis-cli ZREMRANGEBYSCORE delay:queue 0 $current
sleep 1
done
📊 时间序列数据
使用时间戳存储时间序列数据：
# 存储用户活跃度数据（时间戳:活跃度分数） ZADD user:1001:activity 1640995200 85 # 2022-01-01的活跃度 ZADD user:1001:activity 1641081600 92 # 2022-01-02的活跃度 ZADD user:1001:activity 1641168000 78 # 2022-01-03的活跃度 # 获取最近7天的活跃度 SET week_ago [expr [date +%s] - 604800] ZRANGEBYSCORE user:1001:activity $week_ago +inf WITHSCORES # 获取某时间段的平均活跃度 ZRANGEBYSCORE user:1001:activity 1640995200 1641168000 WITHSCORES # 存储股票价格数据 ZADD stock:AAPL:price 1640995200 150.25 # 某时刻的股价 ZADD stock:AAPL:price 1640995260 150.30 # 1分钟后的股价 # 获取某时间段的价格走势 ZRANGEBYSCORE stock:AAPL:price 1640995200 1640999999 WITHSCORES # 清理过期数据（保留最近30天） SET month_ago [expr [date +%s] - 2592000] ZREMRANGEBYSCORE user:1001:activity 0 $month_ago
🔥 热门内容
基于热度分数的内容排序：
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heat_score = views * 0.1 + likes * 2 + comments * 5
ZADD hot:articles $heat_score $article_id
}
# 时间衰减热度（每小时降低5%）
function decay_heat() {
articles = ZRANGE hot:articles 0 -1 WITHSCORES
for article, score in articles {
new_score = score * 0.95
ZADD hot:articles $new_score $article
}
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ZREVRANGE hot:tech:articles 0 4 # 科技类前5
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💰 价格区间查询
商品价格范围搜索：
# 商品价格索引（价格作为分数） ZADD products:by_price 99.99 "product:1001" # iPhone手机壳 ZADD products:by_price 1299.00 "product:1002" # iPad ZADD products:by_price 199.99 "product:1003" # AirPods ZADD products:by_price 2999.00 "product:1004" # MacBook ZADD products:by_price 599.99 "product:1005" # Apple Watch # 价格区间搜索 ZRANGEBYSCORE products:by_price 100 500 # 100-500元商品 ZRANGEBYSCORE products:by_price 1000 2000 # 1000-2000元商品 ZRANGEBYSCORE products:by_price 0 100 # 100元以下商品 # 分页查询（按价格升序） ZRANGEBYSCORE products:by_price 0 +inf LIMIT 0 10 # 第1页 ZRANGEBYSCORE products:by_price 0 +inf LIMIT 10 10 # 第2页 # 价格统计 ZCOUNT products:by_price 0 100 # 100元以下商品数量 ZCOUNT products:by_price 100 500 # 100-500元商品数量 ZCOUNT products:by_price 500 1000 # 500-1000元商品数量 # 获取价格范围 ZRANGE products:by_price 0 0 WITHSCORES # 最低价 ZREVRANGE products:by_price 0 0 WITHSCORES # 最高价
性能优化建议
- 合理使用索引：有序集合内部使用跳跃表和哈希表，查询效率高
- 避免大集合：单个有序集合元素数量不宜过多（建议小于100万）
- 使用 ZSCAN：遍历大有序集合时使用 ZSCAN 而不是 ZRANGE
- 批量操作：使用 ZADD 的多元素版本减少网络往返
- 分数设计：合理设计分数计算规则，避免频繁更新
- 定期清理：使用 ZREMRANGEBYRANK 或 ZREMRANGEBYSCORE 清理过期数据
有序集合 vs 其他数据类型
数据类型选择建议：
- Sorted Set vs List：Sorted Set按分数排序且元素唯一，List按插入顺序且允许重复
- Sorted Set vs Set：Sorted Set有序且支持范围查询，Set无序但集合运算更丰富
- Sorted Set vs Hash：Sorted Set存储分数-元素对，Hash存储字段-值对
- 使用Sorted Set的场景：排行榜、延时队列、时间序列、价格区间查询、热门内容