Redis集合Set #

一、集合概述 #

1.1 什么是集合 #

Redis集合是字符串的无序集合：

无序：元素没有顺序
唯一：不允许重复元素
高效：O(1)时间复杂度的添加、删除、查找

text

集合结构：

┌─────────────────────────────────────────────┐
│              Set（哈希表实现）               │
│  ┌─────┐  ┌─────┐  ┌─────┐                │
│  │ "a" │  │ "b" │  │ "c" │                │
│  └─────┘  └─────┘  └─────┘                │
│                                             │
│  特点：                                     │
│  - 自动去重                                 │
│  - 快速判断元素是否存在                     │
│  - 支持集合运算                             │
└─────────────────────────────────────────────┘

最大元素数：2^32 - 1（约40亿）

1.2 集合编码 #

text

Redis集合的编码方式：

1. intset（整数集合）
   ┌─────────────────────────────────────────────┐
   │ 所有元素都是整数                            │
   │ 元素数量不超过512个                         │
   │ 内存连续，节省空间                          │
   └─────────────────────────────────────────────┘

2. hashtable（哈希表）
   ┌─────────────────────────────────────────────┐
   │ 元素包含非整数                              │
   │ 或元素数量超过512个                         │
   │ O(1)时间复杂度                              │
   └─────────────────────────────────────────────┘

二、基本操作 #

2.1 添加元素 #

bash

# SADD: 添加元素
SADD myset "a"
# (integer) 1  添加成功

SADD myset "b" "c" "d"
# (integer) 3  添加成功数量

# 添加重复元素
SADD myset "a"
# (integer) 0  已存在，不添加

2.2 查看集合 #

bash

# SMEMBERS: 获取所有元素
SADD myset "a" "b" "c"
SMEMBERS myset
# 1) "a"
# 2) "b"
# 3) "c"

# SCARD: 获取元素数量
SCARD myset
# (integer) 3

# SISMEMBER: 检查元素是否存在
SISMEMBER myset "a"
# (integer) 1  存在

SISMEMBER myset "x"
# (integer) 0  不存在

# SMISMEMBER: 批量检查（Redis 6.2+）
SMISMEMBER myset "a" "b" "x"
# 1) (integer) 1
# 2) (integer) 1
# 3) (integer) 0

2.3 删除元素 #

bash

# SREM: 删除元素
SREM myset "a"
# (integer) 1  删除成功

SREM myset "x"
# (integer) 0  元素不存在

# 删除多个元素
SREM myset "b" "c"
# (integer) 2

# SPOP: 随机弹出元素
SADD myset "a" "b" "c" "d"
SPOP myset
# "c"  随机返回一个元素

# 弹出多个元素
SPOP myset 2
# 1) "a"
# 2) "d"

2.4 随机元素 #

bash

# SRANDMEMBER: 随机获取元素（不移除）
SADD myset "a" "b" "c" "d" "e"

# 随机获取1个
SRANDMEMBER myset
# "b"

# 随机获取多个（可能重复）
SRANDMEMBER myset 3
# 1) "a"
# 2) "c"
# 3) "a"

# 随机获取多个（不重复）
SRANDMEMBER myset -3
# 1) "d"
# 2) "e"
# 3) "b"

# 获取数量超过集合大小
SRANDMEMBER myset 10
# 返回所有元素（不重复）

三、集合运算 #

3.1 交集 #

bash

# 准备数据
SADD set1 "a" "b" "c" "d"
SADD set2 "c" "d" "e" "f"
SADD set3 "c" "d" "g"

# SINTER: 获取交集
SINTER set1 set2
# 1) "c"
# 2) "d"

# 多个集合的交集
SINTER set1 set2 set3
# 1) "c"
# 2) "d"

# SINTERCARD: 获取交集元素数量（Redis 7.0+）
SINTERCARD 2 set1 set2
# (integer) 2

# SINTERSTORE: 保存交集到新集合
SINTERSTORE result set1 set2
# (integer) 2

SMEMBERS result
# 1) "c"
# 2) "d"

3.2 并集 #

bash

# SUNION: 获取并集
SUNION set1 set2
# 1) "a"
# 2) "b"
# 3) "c"
# 4) "d"
# 5) "e"
# 6) "f"

# 多个集合的并集
SUNION set1 set2 set3
# 1) "a"
# 2) "b"
# 3) "c"
# 4) "d"
# 5) "e"
# 6) "f"
# 7) "g"

# SUNIONSTORE: 保存并集到新集合
SUNIONSTORE result set1 set2
# (integer) 6

3.3 差集 #

bash

# SDIFF: 获取差集（set1 - set2）
SDIFF set1 set2
# 1) "a"
# 2) "b"

# 多个集合的差集
# set1 - set2 - set3
SDIFF set1 set2 set3
# 1) "a"
# 2) "b"

# SDIFFSTORE: 保存差集到新集合
SDIFFSTORE result set1 set2
# (integer) 2

SMEMBERS result
# 1) "a"
# 2) "b"

3.4 集合运算图解 #

text

交集 SINTER：
┌─────────────────────────────────────────────┐
│    set1          set2                       │
│  ┌───────┐    ┌───────┐                    │
│  │ a   b │    │ e   f │                    │
│  │   ┌───┼────┼───┐   │                    │
│  │   │ c │ d  │ c │ d │   ← 交集           │
│  │   └───┼────┼───┘   │                    │
│  └───────┘    └───────┘                    │
└─────────────────────────────────────────────┘

并集 SUNION：
┌─────────────────────────────────────────────┐
│    set1          set2                       │
│  ┌───────┐    ┌───────┐                    │
│  │ a   b │    │ e   f │                    │
│  │   c   │ d  │ c   d │   ← 全部元素       │
│  └───────┴────┴───────┘                    │
└─────────────────────────────────────────────┘

差集 SDIFF：
┌─────────────────────────────────────────────┐
│    set1          set2                       │
│  ┌───────┐    ┌───────┐                    │
│  │ a   b │ ←  │ e   f │                    │
│  │   c   │ d  │ c   d │                    │
│  └───────┘    └───────┘                    │
│  set1 - set2 = {a, b}                       │
└─────────────────────────────────────────────┘

四、移动元素 #

bash

# SMOVE: 将元素从一个集合移动到另一个集合
SADD set1 "a" "b" "c"
SADD set2 "x" "y"

SMOVE set1 set2 "a"
# (integer) 1  移动成功

SMEMBERS set1
# 1) "b"
# 2) "c"

SMEMBERS set2
# 1) "x"
# 2) "y"
# 3) "a"

# 移动不存在的元素
SMOVE set1 set2 "notexist"
# (integer) 0

五、扫描集合 #

bash

# SSCAN: 迭代扫描集合元素
SADD myset "a" "b" "c" "d" "e" "f" "g"

# 扫描
SSCAN myset 0
# 1) "0"  # 下一个游标（0表示结束）
# 2) 1) "a"
#    2) "b"
#    3) "c"

# 带数量
SSCAN myset 0 COUNT 3
# 1) "3"
# 2) 1) "a"
#    2) "b"
#    3) "c"

# 带模式
SSCAN myset 0 MATCH a*
# 1) "0"
# 2) 1) "a"

六、应用场景 #

6.1 标签系统 #

bash

# 文章标签
SADD article:1001:tags "redis" "database" "nosql"
SADD article:1002:tags "redis" "cache"

# 获取文章标签
SMEMBERS article:1001:tags

# 查找有特定标签的文章
SADD tag:redis:articles 1001 1002
SADD tag:database:articles 1001

# 查找同时有多个标签的文章
SINTER tag:redis:articles tag:database:articles
# 1) "1001"

6.2 社交关系 #

bash

# 用户关注
SADD user:1001:following 1002 1003 1004
SADD user:1002:following 1001 1003

# 用户粉丝
SADD user:1001:followers 1002

# 共同关注
SINTER user:1001:following user:1002:following
# 1) "1003"

# 我关注的人也关注了他
SINTER user:1001:following user:1002:followers

# 可能认识的人
SDIFF user:1002:following user:1001:following

6.3 抽奖系统 #

bash

# 添加参与者
SADD lottery:2024 user:1001 user:1002 user:1003 user:1004

# 查看参与者数量
SCARD lottery:2024
# (integer) 4

# 抽取1个中奖者（移除）
SPOP lottery:2024
# "user:1003"

# 抽取多个中奖者（不移除）
SRANDMEMBER lottery:2024 2
# 1) "user:1001"
# 2) "user:1004"

6.4 去重 #

bash

# 已读消息去重
SADD user:1001:read:messages msg:1 msg:2 msg:3

# 检查是否已读
SISMEMBER user:1001:read:messages msg:1
# (integer) 1

# 标记已读
SADD user:1001:read:messages msg:4

# UV统计（精确）
SADD page:home:uv user:1001 user:1002 user:1003
SCARD page:home:uv
# (integer) 3

6.5 商品筛选 #

bash

# 商品属性
SADD product:1001:color "red" "blue"
SADD product:1001:brand "nike"
SADD product:1001:size "M" "L"

SADD product:1002:color "red" "green"
SADD product:1002:brand "adidas"

# 红色商品
SADD color:red:products 1001 1002

# Nike商品
SADD brand:nike:products 1001

# 红色Nike商品
SINTER color:red:products brand:nike:products
# 1) "1001"

七、性能优化 #

7.1 避免大集合 #

bash

# 不推荐：超大集合
SADD huge:set item1 item2 ... item1000000

# 推荐：分片集合
SADD small:set:1 item1 item2 ... item10000
SADD small:set:2 item10001 item10002 ... item20000

7.2 使用SSCAN代替SMEMBERS #

bash

# 不推荐：获取所有元素
SMEMBERS myset  # 数据量大时阻塞

# 推荐：迭代扫描
SSCAN myset 0

7.3 集合运算优化 #

bash

# 集合运算时，小集合放前面
SINTER small_set large_set

# 使用SINTERCARD代替SINTER + SCARD
SINTERCARD 2 set1 set2

八、总结 #

集合操作命令：

命令	说明
SADD	添加元素
SREM	删除元素
SMEMBERS	获取所有元素
SISMEMBER	检查元素存在
SCARD	获取元素数量
SPOP	随机弹出
SRANDMEMBER	随机获取

集合运算命令：

命令	说明
SINTER	交集
SUNION	并集
SDIFF	差集
SINTERSTORE	保存交集
SUNIONSTORE	保存并集
SDIFFSTORE	保存差集

应用场景：

场景	实现方式
标签系统	SADD + SINTER
社交关系	SADD + SINTER + SDIFF
抽奖	SPOP / SRANDMEMBER
去重	SADD + SISMEMBER

下一步，让我们学习Redis哈希Hash！