List 数据类型的特点

1. 有序集合：List 是一个有序的字符串集合，元素的顺序由插入顺序决定。

2. 支持多种操作：可以对 List 进行头部插入、尾部插入、头部弹出、尾部弹出等操作。

3. 阻塞操作：支持阻塞式弹出操作，当 List 为空时，客户端可以等待直到有新元素被插入。

4. 内存优化：Redis 会根据 List 的大小和内容自动选择合适的内部编码方式，以优化内存使用。

内部编码

Redis 的 List 数据类型有两种内部编码方式：

1. 压缩列表（ziplist）：当 List 中的元素数量较少（默认小于 512 个），且每个元素的大小较小（默认小于 64 字节）时，Redis 使用压缩列表来存储 List。

2. 链表（linkedlist）：当 List 的大小超过上述阈值时，Redis 会自动切换到链表编码。

3. 快速列表（quicklist）：自 Redis 3.2 起引入，结合了链表和压缩列表的优点，适用于大量数据存储和快速访问。

命令

LPUSH

LPUSH key element [element ...]

LPUSHX

在 key 存在时，将⼀个或者多个元素从左侧放⼊（头插）到 list 中。不存在，直接返回

语法：

LPUSHX key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为 O(1), 插⼊多个元素为 O(N), N 为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后 list 的⻓度。

RPUSH

将⼀个或者多个元素从右侧放⼊（尾插）到 list 中。

语法：

RPUSH key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为 O(1), 插⼊多个元素为 O(N), N 为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后 list 的⻓度。

⽰例：

RPUSHX

在 key 存在时，将⼀个或者多个元素从右侧放⼊（尾插）到 list 中。

语法：

RPUSHX key element [element ...]

时间复杂度：只插⼊⼀个元素为 O(1), 插⼊多个元素为 O(N), N 为插⼊元素个数.

返回值：插⼊后 list 的⻓度。

LRANGE

获取从 start 到 end 区间的所有元素，左闭右闭。

语法：

LRANGE key start stop

时间复杂度：O(N)

返回值：指定区间的元素。

⽰例：

LPOP

从 list 左侧取出元素（即头删）。

语法：

LPOP key

时间复杂度：O(1)

返回值：取出的元素或者 nil。

⽰例：

RPOP

从 list 右侧取出元素（即尾删）。

语法：

RPOP key

时间复杂度：O(1)

返回值：取出的元素或者 nil。

⽰例：

 LTRIM

LTRIM key start stop

LINDEX

LINDEX key index

LINSERT

在特定位置插⼊元素。

语法：

LINSERT key <BEFORE | AFTER> pivot element

时间复杂度：O(N)

返回值：插⼊后的 list ⻓度。

⽰例：

LSET

 修改下标为 index 的元素。

语法：

LSET key index value

时间复杂度：O(1)

⽰例：

LLEN

获取 list ⻓度。

语法：

LLEN key

时间复杂度：O(1)

返回值：list 的⻓度。

阻塞版本命令

blpop 和 brpop 是 lpop 和 rpop 的阻塞版本，和对应⾮阻塞版本的作⽤基本⼀致，除了：

• 在列表中有元素的情况下，阻塞和⾮阻塞表现是⼀致的。但如果列表中没有元素，⾮阻塞版本会理解返回 nil，但阻塞版本会根据 timeout，阻塞⼀段时间，期间 Redis 可以执⾏其他命令，但要求执⾏该命令的客⼾端会表现为阻塞状态。
• 命令中如果设置多个键，那么会从左向右进⾏遍历键，⼀旦有⼀个键对应的列表中可以弹出元素，命令⽴即返回。
• 如果多个客⼾端同时多⼀个键执⾏ pop，则最先执⾏命令的客⼾端会得到弹出的元素。

以下演示为 blpop 和 brpop的区别：

• 列表不为空时：

lpop user:1:messages 得到 x 元素 ；blpop user:1:messages 得到 x 元素。两者⾏为⼀致。

• 列表不为空时，且 5 秒内没有新元素加⼊：

lpop user:1:messages ⽴即得到 nil ；blpop user:1:messages 5 执⾏命令 5 秒后得到 nil 。两者⾏为不⼀致。

• 列表不为空时，且 5 秒内有新元素加⼊：

lpop user:1:messages ⽴即得到 nil ；blpop user:1:messages 5 执⾏命令，直到新元素加⼊，得到新元素 。两者⾏为不⼀致。

BLPOP

LPOP 的阻塞版本。

语法：

BLPOP key [key ...] timeout

时间复杂度：O(1)

返回值：取出的元素或者 nil。

⽰例：

BRPOP

RPOP 的阻塞版本。

语法：

BRPOP key [key ...] timeout

时间复杂度：O(1)

返回值：取出的元素或者 nil。

使用场景

消息队列

如图所⽰，Redis 可以使⽤ lpush + brpop 命令组合实现经典的阻塞式⽣产者-消费者模型队列，⽣产者客⼾端使⽤ lpush 从列表左侧插⼊元素，多个消费者客⼾端使⽤ brpop 命令阻塞式地从队列中

"争抢" 队⾸元素。通过多个客⼾端来保证消费的负载均衡和⾼可⽤性。

微博 Timeline

每个⽤⼾都有属于⾃⼰的 Timeline（微博列表），现需要分⻚展⽰⽂章列表。此时可以考虑使⽤列表，因为列表不但是有序的，同时⽀持按照索引范围获取元素。

1）每篇微博使⽤哈希结构存储，例如微博中 3 个属性：title、timestamp、content：

hmset mblog:1 title xx timestamp 1476536196 content xxxxx
...
hmset mblog:n title xx timestamp 1476536196 content xxxxx

2）向⽤⼾ Timeline 添加微博，user:<uid>:mblogs 作为微博的键：

lpush user:1:mblogs mblog:1 mblog:3
...
lpush user:k:mblogs mblog:9

3）分⻚获取⽤⼾的 Timeline，例如获取⽤⼾ 1 的前 10 篇微博：

keylist = lrange user:1:mblogs 0 9
for key in keylist {
hgetall key
}

此⽅案在实际中可能存在两个问题：

1. 1 + n 问题。即如果每次分⻚获取的微博个数较多，需要执⾏多次 hgetall 操作，此时可以考虑使⽤ pipeline（流⽔线）模式批量提交命令，或者微博不采⽤哈希类型，⽽是使⽤序列化的字符串类型，使⽤ mget 获取。
2. 分裂获取⽂章时，lrange 在列表两端表现较好，获取列表中间的元素表现较差，此时可以考虑将列表做拆分。