Redis 常见数据类型-Zset 类型 - 刘家炫的博客

• 类型简介
• 相关指令
  • ZADD 指令深度解析
  • zcard
  • zcount
  • zrange
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  • ZPOPMAX
  • ZPOPMIN
  • ZRANK、ZREVRANK
  • ZSCORE 指令详解
  • ZREM 指令详解
  • ZREMRANGEBYRANK
  • ZREMRANGEBYSCORE
  • ZINCRBY 指令详解
• 集合间操作指令
  • ZINTERSTORE 指令深度解析
  • ZUNIONSTORE
• Zset 相关指令汇总表
• 内部编码
• 应用场景
  • 1. 实时排行榜系统
  • 2. 延迟队列系统
  • 3. 滑动窗口限流
  • 4. 带权重的投票系统
  • 5. 时间线排序
  • 6. 多维度排序
  • 7. 实时竞赛系统
  • 8. 热点数据缓存

类型简介

有序集合保留了集合不能有重复成员的特点，但与集合不同的是，有序集合中的每个元素都有⼀个唯⼀的浮点类型的分数（score）与之关联，这使得有序集合中的元素是可以维护有序性的，但这个有序不是用下标作为排序依据而是用这个分数。

下面是列表、集合、有序集合三者的异同点

数据结构	是否允许重复元素	是否有序	有序依据	应用场景
列表	是	是	索引下标	时间轴、消息队列等
集合	否	否	-	标签、社交等
有序集合	否	是	分数	排行榜系统、社交等

相关指令

ZADD 指令深度解析

将一个或多个成员元素及其分数值加入到有序集（sorted set）中。如果成员已经存在于有序集合中，则会更新其分数值，并根据新的分数值重新排序。

命令格式：

ZADD key [NX|XX] [GT|LT] [CH] [INCR] score member [score member ...]

选项说明

• NX：仅添加新元素，不更新已存在的元素
• XX：仅更新已存在的元素，不添加新元素
• GT：只有当新分数大于当前分数时才更新（Redis 7.0+）
• LT：只有当新分数小于当前分数时才更新（Redis 7.0+）
• CH：返回被修改的元素总数（包括新增和更新的）
• INCR：将指定成员的分数增加给定值（相当于ZINCRBY）

时间复杂度：

• O(log(N))：添加单个元素（N是有序集的基数）
• O(M*log(N))：添加M个元素

返回值：

• 不使用CH选项时：新增的元素数量
• 使用CH选项时：被修改的元素总数（包括新增和更新的）
• 使用INCR选项时：成员的新分数值（字符串形式）

使用示例

1. 基本用法：

# 添加三个成员
127.0.0.1:6379> zadd myzset 1 "one" 2 "two" 3 "three"
(integer) 3

# 查看有序集
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "one"
2) "1"
3) "two"
4) "2"
5) "three"
6) "3"

2. 使用NX选项（仅添加新元素）：

# 尝试更新已存在的元素"one"（失败）
127.0.0.1:6379> zadd myzset NX 4 "one" 5 "four"
(integer) 1  # 只新增了"four"

# 查看结果
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "one"
2) "1"
3) "two"
4) "2"
5) "three"
6) "3"
7) "four"
8) "5"

3. 使用XX选项（仅更新已存在元素）：

# 尝试更新已存在的"one"和新增"five"
127.0.0.1:6379> zadd myzset XX 10 "one" 5 "five"
(integer) 1  # 只更新了"one"

# 查看结果
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "two"
2) "2"
3) "three"
4) "3"
5) "four"
6) "5"
7) "one"
8) "10"  # "one"的分数被更新

4. 使用CH选项（返回修改总数）：

# 更新一个已存在元素，添加一个新元素
127.0.0.1:6379> zadd myzset CH 15 "one" 20 "five"
(integer) 2  # 一个更新，一个新增

# 查看结果
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "two"
2) "2"
3) "three"
4) "3"
5) "four"
6) "5"
7) "one"
8) "15"
9) "five"
10) "20"

5. 使用INCR选项（分数递增）：

# 将"one"的分数增加5
127.0.0.1:6379> zadd myzset INCR 5 "one"
"20"  # 返回新分数

# 查看结果
127.0.0.1:6379> zrange myzset 0 -1 withscores
1) "two"
2) "2"
3) "three"
4) "3"
5) "four"
6) "5"
7) "five"
8) "20"
9) "one"
10) "20"

1. 使用GT/LT选项：

# 只有当新分数大于当前分数时才更新
127.0.0.1:6379> zadd myzset GT 25 "one"  # 当前分数20 < 25，会更新
(integer) 0

# 尝试用更小的分数更新
127.0.0.1:6379> zadd myzset GT 10 "one"  # 当前分数25 > 10，不会更新
(integer) 0

# 使用LT选项（只有当新分数小于当前分数时才更新）
127.0.0.1:6379> zadd myzset LT 8 "two"  # 当前分数2 < 8，不会更新
(integer) 0
127.0.0.1:6379> zadd myzset LT 1 "two"  # 当前分数2 > 1，会更新
(integer) 0

注意事项

1. 分数值是64位双精度浮点数，可以表示的范围为-(2^53)到+(2^53)
2. 相同分数的成员按字典序排序
3. 从Redis 3.0.2开始，ZADD支持多参数语法
4. GT/LT选项需要Redis 7.0及以上版本
5. INCR选项不能与其他选项（NX/XX/GT/LT）一起使用

zcard

该指令获取—个 zset 的基数（cardinality），即 zset 中的元素个数

命令格式：

ZCARD key

时间复杂度：O(1)

返回值：zset 内的元素个数

使用示例：

127.0.0.1:6379> zadd k1 10 a 20 b
(integer) 2
# 查询 k1 中的元素个数
127.0.0.1:6379> zcard k1
(integer) 2

zcount

命令格式：

ZCOUNT key min max

返回有序集合中分数值在min和max之间的成员数量（默认包含边界值）

时间复杂度：O(log(N))，其中N是有序集合的基数

返回值：指定分数范围内的成员数量

开区间功能

• 使用(前缀表示排除边界值（开区间）
• (min表示大于min（不包含min）
• (max表示小于max（不包含max）
• 可以组合使用，如(min (max表示大于min且小于max

使用示例

1. 基本用法（闭区间）：

# 创建有序集合
127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie" 400 "David"
(integer) 4

# 统计200-400分（包含边界）的成员
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scores 200 400
(integer) 3  # 包含Bob(200), Charlie(300), David(400)

2. 开区间用法：

# 统计大于200且小于400的成员（排除边界）
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scores (200 (400
(integer) 1  # 仅Charlie(300)

# 仅排除下限
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scores (200 400
(integer) 2  # Charlie(300), David(400)

# 仅排除上限
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scores 200 (400
(integer) 2  # Bob(200), Charlie(300)

3. 无限区间：

# 统计所有小于300分的成员
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scores -inf 300
(integer) 3  # Alice(100), Bob(200), Charlie(300)

# 统计所有大于200分的成员（不包含200）
127.0.0.1:6379> ZCOUNT scores (200 +inf
(integer) 2  # Charlie(300), David(400)

注意事项

1. 默认范围是闭区间（包含边界值）
2. -inf和+inf表示无限小和无限大
3. 键不存在时返回0
4. 分数值使用双精度浮点数存储

zrange

命令格式：

ZRANGE key start stop [BYSCORE | BYLEX] [REV] [LIMIT offset count] [WITHSCORES]

返回有序集合中指定区间内的成员，支持按索引、分数或字典序查询

核心功能

1. 索引范围查询（默认）：
   • start和stop为从0开始的索引（包含边界）
   • 支持负数索引（-1表示最后一个元素）

# 获取前3个元素
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 2
1) "Alice"
2) "Bob"
3) "Charlie"

2. 分数范围查询（BYSCORE）：
   • 使用(表示开区间
   • 支持-inf和+inf表示无限

# 获取分数在(100,300]之间的元素
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores (100 300 BYSCORE
1) "Bob"
2) "Charlie"

3. 字典序查询（BYLEX）：
   • 要求所有元素分数相同
   • 使用[或(指定闭/开区间

127.0.0.1:6379> ZADD k1 1 a 1 b 1 c 1 d 1 e 1 f
(integer) 6
# 获取字典序在[a,e)之间的元素
127.0.0.1:6379> ZRANGE k1 [a (e BYLEX
1) "a"
2) "b"
3) "c"
4) "d"

关键选项：

• REV：反向排序（从高到低）
• LIMIT：分页查询（类似SQL的LIMIT）
• WITHSCORES：返回成员及其分数

时间复杂度：

• O(log(N)+M)，N是有序集合基数，M是返回元素数

使用示例：

1. 基本范围查询：

127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 -1
1) "Alice"
2) "Bob"
3) "Charlie"

2. 带分数的反向查询：

127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 -1 REV WITHSCORES
1) "Charlie"
2) "300"
3) "Bob"
4) "200"
5) "Alice"
6) "100"

3. 开区间查询：

127.0.0.1:6379> ZRANGE scores (100 (300 BYSCORE
1) "Bob"

注意事项

1. Redis 6.2+版本开始替代了ZREVRANGE等命令
2. 使用BYLEX时所有成员分数必须相同
3. 大范围查询可能影响性能（时间复杂度O(log(N)+M)）

ZREVRANGE

命令格式：

ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES]

返回有序集合中指定索引范围内的成员，按分数从高到低排序（与ZRANGE排序相反）

核心特性

1. 反向排序：默认按分数降序排列（最高分在前）
2. 索引范围：
   • start和stop为基于0的索引
   • 支持负数索引（-1表示最后一个元素）
3. 分数相同时按字典序降序排列

时间复杂度：O(log(N)+M)，N是有序集合基数，M是返回元素数

返回值：指定范围内的成员列表（可选包含分数）

使用示例

1. 基本用法：

127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZREVRANGE scores 0 -1  # 获取全部元素（降序）
1) "Charlie"
2) "Bob"
3) "Alice"

2. 带分数返回：

127.0.0.1:6379> ZREVRANGE scores 0 1 WITHSCORES  # 获取前两名
1) "Charlie"
2) "300"
3) "Bob"
4) "200"

注意事项

1. 已弃用：Redis 6.2+建议改用ZRANGE key start stop REV
2. 索引越界时自动截断
3. 键不存在时返回空列表

典型应用场景

1. 排行榜（显示前N名）

127.0.0.1:6379> ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES

2. 优先级队列（处理高优先级任务）
3. 时间线（最新内容优先）

ZPOPMAX

命令格式：

ZPOPMAX key [count]

移除并返回有序集合中分数最高的成员（默认返回1个）

核心特性

1. 原子性操作：同时完成查询和删除操作
2. 排序规则：按分数降序返回（最高分在前）
3. 默认行为：未指定count时只返回1个成员

时间复杂度：O(log(N)*M)，N是有序集合基数，M是返回元素数

返回值：被移除的成员及其分数（数组形式）

使用示例

1. 基本用法：

127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie"
(integer) 3
127.0.0.1:6379> ZPOPMAX scores  # 移除并返回最高分成员
1) "Charlie"
2) "300"

2. 批量移除：

127.0.0.1:6379> ZPOPMAX scores 2  # 移除前两名
1) "Bob"
2) "200"
3) "Alice"
4) "100"

3. 异常情况：

# 键不存在时
127.0.0.1:6379> ZPOPMAX not_exists
(empty array)

# 错误数据类型时
127.0.0.1:6379> SET wrong_type "value"
OK
127.0.0.1:6379> ZPOPMAX wrong_type
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

注意事项

1. count限制：
   • 必须为非负整数
   • 超过集合大小时返回全部元素
2. 数据修改：操作后成员会从集合中永久移除
3. 替代命令：Redis 6.2+推荐使用ZRANGE+ZREM组合实现类似功能

典型应用场景

1. 任务队列（处理高优先级任务）

127.0.0.1:6379> ZPOPMAX pending_tasks

2. 实时排行榜（获取当日冠军）

127.0.0.1:6379> ZPOPMAX daily_ranking WITHSCORES

3. 流量控制（处理最高权重请求）

ZPOPMIN

用法和 ZPOPMAX 类似，这里不再赘述

ZRANK、ZREVRANK

1. 基本功能

• ZRANK：返回成员在有序集合中的升序排名（分数从低到高），排名从0开始计算，最低分成员排名为0
• ZREVRANK：返回成员在有序集合中的降序排名（分数从高到低），排名从0开始计算，最高分成员排名为0

2. 命令格式

ZRANK key member [WITHSCORE]
ZREVRANK key member [WITHSCORE]

3. 共同特性

• 时间复杂度：O(log(N))
• 返回值类型：
  • 成员存在时返回整数排名
  • 成员不存在或key不存在时返回nil
  • Redis 7.2+支持WITHSCORE选项可同时返回分数（返回数组格式[排名,分数]）

4. 核心区别

特性	ZRANK	ZREVRANK
排序方向	分数升序（低→高）	分数降序（高→低）
最高分排名	最大排名值	0
最低分排名	0	最大排名值

5. 使用示例

# 创建测试数据
127.0.0.1:6379> ZADD leaderboard 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie"

# ZRANK示例（升序排名）
127.0.0.1:6379> ZRANK leaderboard "Alice"  # 最低分→排名0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> ZRANK leaderboard "Charlie"  # 最高分→排名2
(integer) 2

# ZREVRANK示例（降序排名）
127.0.0.1:6379> ZREVRANK leaderboard "Alice"  # 最低分→排名2
(integer) 2
127.0.0.1:6379> ZREVRANK leaderboard "Charlie"  # 最高分→排名0
(integer) 0

# WITHSCORE选项（Redis 7.2+）
127.0.0.1:6379> ZREVRANK leaderboard "Bob" WITHSCORE
1) (integer) 1
2) "200"

6. 应用场景

• ZRANK适用场景：

  • 需要知道成员在整体中的相对位置（如成绩百分位）
  • 按成本/价格从低到高排序的场景

• ZREVRANK适用场景：

  • 排行榜系统（显示TOP N用户）
  • 按热度/评分从高到低排序的场景

7. 注意事项

• 两个命令都采用0-based排名体系
• 分数相同的成员按字典序决定排名
• 大集合中使用时要注意O(log(N))的时间复杂度

ZSCORE 指令详解

1. 基本功能

返回有序集合中指定成员的分数值。如果成员不存在或key不存在，返回nil

2. 命令格式

ZSCORE key member

3. 核心特性

• 时间复杂度：O(1)
• 返回值类型：
  • 字符串形式返回双精度浮点数分数值
  • 成员不存在时返回nil
  • Redis 7.2+支持WITHSCORE选项可同时返回排名和分数

4. 使用示例

# 创建测试数据
127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie"

# 查询成员分数
127.0.0.1:6379> ZSCORE scores "Alice"
"100"

# 不存在的成员
127.0.0.1:6379> ZSCORE scores "David"
(nil)

# 错误数据类型
127.0.0.1:6379> SET wrong_type "value"
OK
127.0.0.1:6379> ZSCORE wrong_type "test"
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

5. 应用场景

• 排行榜系统（查看用户得分）
• 优先级任务检查（确认任务优先级）
• 游戏计分系统（查询玩家分数）

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ZREM 指令详解

1. 基本功能

从有序集合中移除一个或多个成员，不存在的成员会被忽略

2. 命令格式

ZREM key member [member ...]

3. 核心特性

• 时间复杂度：O(M*log(N))，M为移除成员数，N为集合基数
• 返回值：实际移除的成员数量（不包含不存在的成员）
• 支持批量操作（Redis 2.4+）

4. 使用示例

# 创建测试数据
127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie"

# 移除单个成员
127.0.0.1:6379> ZREM scores "Alice"
(integer) 1

# 批量移除
127.0.0.1:6379> ZREM scores "Bob" "David"  # David不存在
(integer) 1

# 错误数据类型
127.0.0.1:6379> SET wrong_type "value"
OK
127.0.0.1:6379> ZREM wrong_type "test"
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

5. 应用场景

• 排行榜更新（移除过期用户）
• 任务队列管理（完成的任务移出队列）
• 实时数据清理（移除过期数据）

6. 注意事项

• 与ZREMRANGEBYRANK不同，ZREM是按成员值移除而非排名
• 大集合批量移除时建议使用管道(pipeline)提高效率

ZREMRANGEBYRANK

1. 基本功能

移除有序集合中指定排名范围内的所有成员，按升序排名（分数从低到高）计算范围。

2. 命令格式

ZREMRANGEBYRANK key start stop

3. 核心特性

• 时间复杂度：O(log(N) + M)，其中 N 是集合大小，M 是被移除的成员数量。
• 排名规则：
  • 排名从 0 开始（最低分成员的排名为 0）。
  • 支持负数索引（-1 表示最后一个成员，-2 表示倒数第二个，依此类推）。
• 返回值：被移除的成员数量（若 key 不存在或范围无效，返回 0）。

4. 使用示例

# 创建测试数据
127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie" 400 "David" 500 "Eve"

# 移除排名 0-2（最低分的3个成员）
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYRANK scores 0 2
(integer) 3  # 移除了 Alice(100), Bob(200), Charlie(300)

# 检查剩余成员
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 -1 WITHSCORES
1) "David"
2) "400"
3) "Eve"
4) "500"

# 使用负数索引（移除倒数2个成员）
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYRANK scores -2 -1
(integer) 2  # 移除了 David(400), Eve(500)

# 检查是否为空
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 -1
(empty array)

5. 应用场景

• 排行榜清理（定期移除排名最低的N个用户）
• 数据分页删除（批量移除指定范围的记录）
• 缓存淘汰策略（移除低优先级数据）

6. 注意事项

• 与 ZREMRANGEBYSCORE 的区别：
  • ZREMRANGEBYRANK 按排名移除（基于排序后的位置）。
  • ZREMRANGEBYSCORE 按分数范围移除（如 ZREMRANGEBYSCORE scores 100 300）。
• 索引越界：
  • 若 start 超过最大排名，不会移除任何成员。
  • 若 stop 超过最大排名，会截断到最后一个成员。
• 键不存在时：返回 0，不会报错。

7. 替代方案（Redis 6.2+）

# 使用 ZRANGE + ZREM 组合（适用于复杂条件删除）
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 2 BYSCORE | xargs redis-cli ZREM scores

总结：ZREMRANGEBYRANK 适用于按排名批量删除，适合排行榜维护、数据清理等场景，使用时需注意排名方向和索引范围。

ZREMRANGEBYSCORE

1. 基本功能

移除有序集合中分数在指定范围内的所有成员（包含 min 和 max 边界值）。

2. 命令格式

ZREMRANGEBYSCORE key min max

3. 核心特性

• 时间复杂度：O(log(N) + M)，N 是集合大小，M 是被移除的成员数量。
• 分数范围：
  • 默认包含边界值（如 ZREMRANGEBYSCORE key 100 200 移除分数 100 ≤ score ≤ 200 的成员）。
  • 支持开区间（使用 ( 符号，如 (100 表示 >100，200 表示 ≤200）。
  • 支持特殊值 -inf（负无穷）和 +inf（正无穷）。
• 返回值：被移除的成员数量（若 key 不存在或范围无效，返回 0）。

4. 使用示例

# 创建测试数据
127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob" 300 "Charlie" 400 "David" 500 "Eve"

# 移除分数 200 ≤ score ≤ 400 的成员
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE scores 200 400
(integer) 3  # 移除了 Bob(200), Charlie(300), David(400)

# 检查剩余成员
127.0.0.1:6379> ZRANGE scores 0 -1 WITHSCORES
1) "Alice"
2) "100"
3) "Eve"
4) "500"

# 使用开区间（移除分数 >100 且 ≤300 的成员）
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE scores (100 300
(integer) 1  # 仅移除了 Bob(200)

# 使用 -inf 和 +inf（移除所有成员）
127.0.0.1:6379> ZREMRANGEBYSCORE scores -inf +inf
(integer) 2  # 移除了剩余 Alice(100), Eve(500)

5. 应用场景

• 数据清理（如删除过期低分数据）。
• 动态排行榜维护（定期移除低活跃用户）。
• 范围任务处理（批量移除特定优先级的任务）。

6. 注意事项

• 与 ZREMRANGEBYRANK 区别：
  • ZREMRANGEBYSCORE 按分数范围移除。
  • ZREMRANGEBYRANK 按排名范围移除（如 ZREMRANGEBYRANK scores 0 2）。
• 键不存在时：返回 0，无错误。
• 错误类型：若键存在但非有序集合，返回 WRONGTYPE 错误。

7. 替代方案（复杂条件删除）

# 使用 ZRANGEBYSCORE + ZREM 组合（适用于非连续范围）
127.0.0.1:6379> ZRANGEBYSCORE scores 100 300 | xargs redis-cli ZREM scores

总结：ZREMRANGEBYSCORE 适用于按分数批量删除，支持灵活的范围设定，适合数据过滤和动态集合维护场景。

ZINCRBY 指令详解

1. 基本功能

对有序集合中的指定成员进行分数增减操作。若成员不存在，则自动创建并设置初始分数为 0.0 后增减；若键不存在，则创建新有序集合并添加该成员。

2. 命令格式

ZINCRBY key increment member

3. 核心特性

• 时间复杂度：O(log(N))，N 为有序集合的成员数量。
• 分数规则：
  • increment 可为正数（增加分数）或负数（减少分数）。
  • 支持双精度浮点数（如 3.14 或 -1.5）。
• 键和成员处理：
  • 若 key 不存在，自动创建新有序集合。
  • 若 member 不存在，视为初始分数 0.0 并增减。
  • 若 key 存在但非有序集合，返回错误。

4. 使用示例

# 初始数据
127.0.0.1:6379> ZADD scores 100 "Alice" 200 "Bob"

# 增加 Alice 的分数 (+50)
127.0.0.1:6379> ZINCRBY scores 50 "Alice"
"150"  # 新分数

# 减少 Bob 的分数 (-30)
127.0.0.1:6379> ZINCRBY scores -30 "Bob"
"170"  # 新分数

# 不存在的成员（自动创建，初始分数 0 + 10）
127.0.0.1:6379> ZINCRBY scores 10 "Charlie"
"10"

# 错误示例（键存在但非有序集合）
127.0.0.1:6379> SET wrong_type "value"
OK
127.0.0.1:6379> ZINCRBY wrong_type 5 "test"
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value

5. 应用场景

• 实时排行榜更新（如游戏积分变动）。
• 优先级任务调整（动态修改任务优先级）。
• 计数器系统（支持增减的浮点计数器）。

6. 注意事项

• 返回值：始终返回成员增减后的新分数（字符串形式的浮点数）。
• 精度问题：浮点数运算可能存在微小误差，需业务层处理。
• 性能：高频操作时建议使用管道（pipeline）优化。

7. 对比其他命令

• 与 ZADD 区别：ZINCRBY 专用于增量修改，而 ZADD 直接覆盖分数。
• 与 HINCRBY 区别：HINCRBY 用于哈希结构且仅支持整数增减。

总结：ZINCRBY 是动态维护有序集合分数的核心命令，适用于需频繁增减分数的场景，如排行榜、优先级队列等。

等等，我知道你想问什么，ZADD 好像已经有了 ZINCRBY 的功能呀，那为什么还要保留这个命令呢？感兴趣可以展开看看：

1. 语义清晰性

• ZINCRBY 明确表达了”增量”操作的意图，代码可读性更强
• ZADD ... INCR 的语法相对隐晦，不够直观

2. 使用便捷性

• ZINCRBY 语法更简洁：ZINCRBY key increment member
• ZADD 实现相同功能需要：ZADD key INCR increment member

3. 历史原因

• ZINCRBY 是早期版本就存在的命令(1.2.0引入)
• ZADD 的 INCR 选项是后来添加的(2.6.9版本)

4. 性能考虑

• 虽然差异很小，但专用命令(ZINCRBY)可能比通用命令(ZADD带选项)有轻微的性能优势
• ZINCRBY 的实现路径更直接，不需要解析额外选项

5. 错误预防

• ZINCRBY 明确限制为单成员操作，避免误用
• ZADD 支持多成员操作，配合 INCR 时容易误传多个成员导致错误

实际建议：

• 当明确要做增量操作时，优先使用 ZINCRBY，代码更清晰
• 需要批量操作或复杂条件时，使用 ZADD 的选项功能
• 维护旧代码时，保持原有命令使用的一致性

Redis 的设计哲学之一是保持命令的专一性和明确性，即使某些功能有重叠，也会保留更专门的命令来满足不同场景的需求。

集合间操作指令

ZINTERSTORE 指令深度解析

1. 核心功能

计算多个有序集合的交集，并将结果存储到指定的目标键中。仅保留同时存在于所有输入集合的成员，其分数通过可配置的聚合规则计算。

---

2. 完整命令格式

ZINTERSTORE destination numkeys key [key ...] 
    [WEIGHTS weight [weight ...]] 
    [AGGREGATE SUM|MIN|MAX]

---

3. 参数详解

3.1 必选参数

• destination：存储结果的键名。若已存在会被覆盖（无论原类型）。
• numkeys：指定参与计算的有序集合数量（必须与实际输入的key数量一致）。
• key [key …]：参与交集的集合键名（至少1个）。

3.2 可选参数

WEIGHTS

• 作用：为每个输入集合的分数设置权重乘法因子。
• 规则：
  • 权重数量必须与numkeys一致，未指定时默认为1。
  • 支持浮点数（如2.5），可正可负。
• 示例：

# 集合1分数×10，集合2分数×0.5
ZINTERSTORE result 2 set1 set2 WEIGHTS 10 0.5

AGGREGATE

• 作用：控制交集成员的分数计算方式。
• 选项：
  • SUM（默认）：各集合分数×权重后相加。
  • MIN：取各集合分数×权重后的最小值。
  • MAX：取各集合分数×权重后的最大值。
• 示例：

# 取分数的最小值
ZINTERSTORE result 2 set1 set2 AGGREGATE MIN

---

4. 执行逻辑

1. 交集判定：仅保留所有输入集合中均存在的成员。
2. 分数计算：
   • 对每个成员，按WEIGHTS对原始分数加权。
   • 按AGGREGATE规则聚合加权后的分数。
3. 存储结果：覆盖destination键，类型转为有序集合。

---

5. 时间复杂度

• O(NK) + O(Mlog(M))：
  • N：最小输入集合的成员数。
  • K：输入集合数量。
  • M：结果集的成员数。

下面是对于这个时间复杂度的说明，感兴趣可以展开看看：

1. 时间复杂度组成
O(N*K) + O(M*log(M)) 由两部分构成：

• O(N*K)：计算交集的核心成本

  • N：最小输入集合的成员数量（需遍历该集合的所有成员）
  • K：参与交集的集合数量（每个成员需检查是否存在于其他 K-1 个集合）
  • 例如：3个集合分别有100、200、300个成员，则 N=100，K=3。

• O(M*log(M))：存储结果集的成本

  • M：结果集的成员数量（需对 M 个成员按分数排序后存储）
  • 使用跳表（Skip List）结构存储，插入单个成员的时间为 O(log(M))

---

2. 为什么是这种复杂度？
2.1 交集计算逻辑

1. 选择基准集合：取成员数最少的集合（N最小）作为遍历基准
2. 成员存在性检查：对基准集合的每个成员，检查是否在其他 K-1 个集合中存在：
   • 每个检查操作时间复杂度为 O(log(S))（S为被检查集合的大小），但因有序集合使用哈希表+跳表，实际平均为 O(1)
   • 总检查成本为 O(N*K)（简化模型）

2.2 结果集存储

• 交集成员需按分数重新排序后存入目标键：
  • 插入 M 个成员到跳表的总成本为 O(M*log(M))

---

3. 影响因素

• 数据分布：
  • 若输入集合的成员高度重合（M接近 N），O(M*log(M)) 会显著增加
  • 若成员几乎无交集（M≈0），则主要成本为 O(N*K)
• 权重与聚合操作：
  • WEIGHTS 和 AGGREGATE 的计算成本已包含在 O(N*K) 中（仅额外算术操作）

---

4. 实测验证

• 测试场景（参考实际案例）：
  • 交集两个集合（在线用户与付费用户），规模从1k到1M成员。
  • 结果：当 N=1k 时，单次操作约0.5ms；N=1M 时约200ms，符合 O(N*K) 趋势
• 关键结论：
  • 小数据集（N<10k）实时计算可行；大数据集需权衡性能

---

5. 对比其他命令

• 与 ZUNIONSTORE 区别：
  • 并集需遍历所有集合的成员，时间复杂度为 O(N)（N为所有集合成员总数）
• 与 ZINTER 区别：
  • ZINTER 仅返回结果，不存储，省去 O(M*log(M)) 成本

---

总结：ZINTERSTORE 的时间复杂度由交集计算和结果存储两部分决定，实际性能取决于最小集合大小和结果集规模。业务中建议对大数据集预分片或离线计算[5]。

---

6. 使用示例

6.1 基础交集

# 创建测试数据
ZADD set1 1 "A" 2 "B"
ZADD set2 2 "B" 3 "C"

# 计算交集（默认SUM聚合）
ZINTERSTORE result 2 set1 set2
# 结果: "B"的分数=2(set1)+2(set2)=4

6.2 加权与聚合

# 加权计算（set1分数×10，set2分数×0.1）
ZINTERSTORE result 2 set1 set2 WEIGHTS 10 0.1
# "B"的分数=2×10 + 2×0.1=20.2

# MIN聚合
ZINTERSTORE result 2 set1 set2 AGGREGATE MIN
# "B"的分数=min(2, 2)=2

6.3 错误处理

# 键类型错误（非有序集合）
SET wrong_type "value"
ZINTERSTORE result 1 wrong_type
# 返回: (error) WRONGTYPE

---

7. 应用场景

• 共同好友统计：计算多个用户的共同关注列表。
• 商品筛选：找出同时满足多个条件的商品（如价格区间+评分区间）。
• 优先级任务合并：整合多来源的高优先级任务。

---

8. 注意事项

1. 覆盖风险：目标键会被强制覆盖，包括类型转换。
2. 权重顺序：WEIGHTS顺序需与输入集合顺序严格对应。
3. 空集合处理：若输入集合无交集，结果集为空（返回0）。
4. 性能影响：大集合交集的CPU和内存消耗较高，建议在低峰期执行。

ZUNIONSTORE

该指令用法和 ZINERSTORE 相同，故不再赘述，下面是使用示例：

1. 基础并集计算

# 创建两个有序集合
ZADD set1 1 "A" 2 "B"
ZADD set2 2 "B" 3 "C"

# 计算并集（默认SUM聚合）
ZUNIONSTORE result 2 set1 set2
# 结果: "A"(1), "B"(4=2+2), "C"(3)

2. 使用权重（WEIGHTS）

# 集合1分数×10，集合2分数×0.5
ZUNIONSTORE result 2 set1 set2 WEIGHTS 10 0.5
# 结果: "A"(10=1×10), "B"(21=2×10 + 2×0.5), "C"(1.5=3×0.5)

3. 聚合规则（AGGREGATE）

# MIN聚合（取最小分数）
ZUNIONSTORE result 2 set1 set2 AGGREGATE MIN
# 结果: "A"(1), "B"(2), "C"(3)

# MAX聚合（取最大分数）
ZUNIONSTORE result 2 set1 set2 AGGREGATE MAX
# 结果: "A"(1), "B"(2), "C"(3)

4. 多集合并集

# 三个集合的并集
ZADD set3 4 "B" 5 "D"
ZUNIONSTORE result 3 set1 set2 set3
# 结果: "A"(1), "B"(8=2+2+4), "C"(3), "D"(5)

5. 异常处理

# 键不存在时
ZUNIONSTORE result 1 non_existing_key
# 结果: (integer) 0

# 键类型错误（非有序集合）
SET wrong_type "value"
ZUNIONSTORE result 1 wrong_type
# 结果: (error) WRONGTYPE

Zset 相关指令汇总表

命令	时间复杂度	说明
基本操作
ZADD key score member [score member ...]	O(k * log(n))	k是添加/更新的成员个数，n是集合当前元素总数
ZCARD key	O(1)	获取有序集合的基数（成员数量）
ZSCORE key member	O(1)	获取指定成员的分数值
排名查询
ZRANK key member	O(log(n))	获取成员升序排名（从0开始计）
ZREVRANK key member	O(log(n))	获取成员降序排名
增删操作
ZREM key member [member ...]	O(k * log(n))	k是删除的成员个数
ZINCRBY key increment member	O(log(n))	对成员分数进行增量操作（原子性）
范围查询
ZRANGE key start end [WITHSCORES]	O(log(n) + k)	k是返回的成员个数（原图公式顺序有误，已修正）
ZREVRANGE key start end [WITHSCORES]	O(log(n) + k)	降序版的ZRANGE
ZRANGEBYSCORE key min max [WITHSCORES]	O(log(n) + k)	按分数区间升序查询
ZREVRANGEBYSCORE key max min [WITHSCORES]	O(log(n) + k)	按分数区间降序查询
统计操作
ZCOUNT key min max	O(log(n))	统计分数区间内的成员数量
批量删除
ZREMRANGEBYRANK key start end	O(log(n) + k)	按排名区间删除成员
ZREMRANGEBYSCORE key min max	O(log(n) + k)	按分数区间删除成员
集合运算
ZINTERSTORE dest numkeys key [key ...]	O(nk) + O(mlog(m))	n是最小输入集合大小，k是集合数，m是结果集大小
ZUNIONSTORE dest numkeys key [key ...]	O(n) + O(m*log(m))	n是输入集合总大小，m是结果集大小

内部编码

以下是整理后的Markdown格式内容：

有序集合类型的内部编码有两种：

1. ziplist（压缩列表）

• 使用条件：
  • 元素个数 < zset-max-ziplist-entries（默认128）
  • 每个元素值大小 < zset-max-ziplist-value（默认64字节）
• 优势：有效减少内存使用
• 示例：

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey
"ziplist"

2. skiplist（跳表）

• 使用条件：当不满足ziplist条件时自动切换
• 原因：元素过多或过大时，ziplist操作效率会下降
• 示例1（元素数量超过限制）：

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 e1 60 e2 30 e3 ... e129
(integer) 129
127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey
"skiplist"

• 示例2（元素大小超过限制）：

127.0.0.1:6379> zadd zsetkey 50 "超长字符串...(超过64字节)..."
(integer) 1
127.0.0.1:6379> object encoding zsetkey
"skiplist"

配置参数

参数名	默认值	说明
zset-max-ziplist-entries	128	使用ziplist的最大元素个数
zset-max-ziplist-value	64	使用ziplist的单个元素最大字节数

应用场景

1. 实时排行榜系统

游戏积分排行榜

• 使用 ZADD 添加玩家分数
• ZREVRANGE 获取前N名玩家
• ZINCRBY 实时更新玩家分数

ZADD game_leaderboard 1500 "player1" 2000 "player2" 1800 "player3"
ZREVRANGE game_leaderboard 0 9 WITHSCORES  # 获取TOP10
ZINCRBY game_leaderboard 50 "player1"      # 玩家1增加50分

微博热搜榜

• 使用 ZINCRBY 增加话题热度
• ZREVRANGE 获取实时热搜

ZINCRBY weibo_trending 1000000 "#世界杯决赛#"
ZINCRBY weibo_trending 500000 "#元旦假期安排#"
ZREVRANGE weibo_trending 0 4 WITHSCORES  # 获取TOP5热搜

2. 延迟队列系统

订单超时处理

• 使用分数存储执行时间戳
• 定时任务获取到期订单

ZADD delay_queue 1672531200 "order_123"  # 2023-01-01 00:00:00执行
ZRANGEBYSCORE delay_queue 0 1672531200  # 获取到期订单

3. 滑动窗口限流

API访问频率控制

• 使用时间戳作为分数
• 统计窗口内请求数

ZADD api_limit 1672500000 "req_1"
ZADD api_limit 1672500001 "req_2"
ZREMRANGEBYSCORE api_limit 0 1672500000  # 清理1秒前的请求
ZCARD api_limit                          # 获取当前秒内请求数

4. 带权重的投票系统

热门内容评选

• 不同用户投票权重不同
• 实时计算内容得分

ZADD content_votes 5 "article_123"  # 初始5票
ZINCRBY content_votes 2 "article_123"  # VIP用户投票权重为2
ZREVRANGE content_votes 0 9 WITHSCORES  # 获取TOP10内容

5. 时间线排序

朋友圈动态

• 使用发布时间戳作为分数
• 获取最新动态

ZADD friend_timeline 1672500000 "post_123"  # 发布动态
ZREVRANGE friend_timeline 0 19  # 获取最新20条动态

6. 多维度排序

商品综合排序

• 使用加权分数计算综合评分
• 销量、好评率、价格等多维度

ZADD product_rank 85 "product_123"  # 初始综合分85
ZINCRBY product_rank 5 "product_123"  # 销量增加提升排名

7. 实时竞赛系统

在线编程比赛

• 实时更新选手得分
• 获取实时排名

ZADD coding_contest 3 "user_123"  # 3道题正确
ZINCRBY coding_contest 1 "user_123"  # 又解决1题
ZREVRANK coding_contest "user_123"  # 获取用户排名

8. 热点数据缓存

新闻点击排行

• 记录点击事件
• 实时统计热点

ZADD news_clicks 1500 "news_123"  # 初始点击量
ZINCRBY news_clicks 1 "news_123"  # 用户点击+1
ZREVRANGE news_clicks 0 9  # 获取TOP10热点新闻

ZSet的这些特性使其成为处理需要实时排序和加权计算场景的理想选择，性能优异且实现简洁。