引言
Redis的List（列表）类型是一个功能强大的数据结构，它类似于双端队列（deque），支持两端的高效插入和删除操作。本篇博客将深入探讨Redis List的底层实现、丰富命令集以及多种实际应用场景，帮助你全面掌握这一重要数据结构。
一、Redis List基本特性
1.1 核心特点
Redis List具备以下关键特性：
- 有序性：维护元素的插入顺序（非排序顺序）
- 双向访问：支持从两端进行插入和删除操作
- 元素可重复：允许列表中存在重复元素
- 支持下标访问：可以通过正数下标（从0开始）和负数下标（倒数）访问元素
1.2 性能特点
- 两端插入/删除：O(1)时间复杂度
- 下标访问：O(N)时间复杂度（底层为链表实现）
- 范围查询：O(N)时间复杂度
二、Redis List核心命令详解
2.1 基本操作命令
LPUSH / RPUSH - 两端插入
# 左端插入（头插） LPUSH key value [value ...] # 示例：LPUSH mylist A B C → 列表变为 [C, B, A] # 右端插入（尾插） RPUSH key value [value ...] # 示例：RPUSH mylist X Y Z → 列表变为 [A, B, C, X, Y, Z]LPOP / RPOP - 两端删除
# 左端删除（头删） LPOP key [count] # Redis 6.2+支持批量删除 # 示例：LPOP mylist → 返回"C"，列表变为 [B, A, X, Y, Z] # 右端删除（尾删） RPOP key [count] # Redis 6.2+支持批量删除 # 示例：RPOP mylist → 返回"Z"，列表变为 [B, A, X, Y]LPUSHX / RPUSHX - 条件插入
# 仅在key存在时插入 LPUSHX key value # key存在则左插，不存在则不操作 RPUSHX key value # key存在则右插，不存在则不操作2.2 查询与范围操作
LRANGE - 范围查询
LRANGE key start stop # 获取[start, stop]范围内的元素 # 支持负数下标：-1表示最后一个元素 # 示例：LRANGE mylist 0 -1 # 获取所有元素LINDEX - 下标访问
LINDEX key index # 获取指定下标元素 # ⚠️ 时间复杂度O(N)！链表实现 # 示例：LINDEX mylist 0 # 获取第一个元素LLEN - 获取长度
LLEN key # 返回列表元素个数 # 时间复杂度O(1)2.3 修改与删除操作
LINSERT - 指定位置插入
LINSERT key BEFORE|AFTER pivot value # 在pivot元素前/后插入value # 示例：LINSERT mylist BEFORE "A" "NEW"LREM - 删除指定元素
LREM key count value # 删除count个value元素 # count > 0: 从左往右删除前count个 # count < 0: 从右往左删除前|count|个 # count = 0: 删除所有valueLTRIM - 修剪列表
LTRIM key start stop # 只保留[start, stop]范围内的元素 # 示例：LTRIM mylist 1 3 # 保留第2到第4个元素LSET - 修改元素
LSET key index value # 修改指定下标的元素 # ⚠️ 时间复杂度O(N)2.4 阻塞操作命令
BLPOP / BRPOP - 阻塞式弹出
# 阻塞式弹出（客户端阻塞） BLPOP key [key ...] timeout BRPOP key [key ...] timeout # 特性： # 1. 列表为空时客户端阻塞，直到有元素或超时 # 2. 可以监听多个列表 # 3. timeout单位为秒，Redis6+支持小数 # 4. 用于实现消息队列三、Redis List底层实现
3.1 编码方式演进
3.2 QuickList配置
# Redis配置文件中的QuickList设置 --- /etc/redis/redis.conf list-max-ziplist-size -2 # 默认值，单个ziplist不超过8KB # 可选值： # -1: 每个ziplist不超过4KB # -2: 每个ziplist不超过8KB（默认） # -3: 每个ziplist不超过16KB # -4: 每个ziplist不超过32KB # -5: 每个ziplist不超过64KB # 正数: 每个ziplist最多包含的元素个数四、Redis List应用场景
4.1 消息队列实现
简单消息队列
代码实现：
# 生产者 RPUSH task:queue "task1" RPUSH task:queue "task2" # 消费者（阻塞等待） BLPOP task:queue 30 # 最多等待30秒多频道消息队列
# 不同任务类型使用不同队列 RPUSH email:queue "email_task1" RPUSH sms:queue "sms_task1" RPUSH push:queue "push_task1" # 专门消费者监听特定队列 # 邮件消费者 BLPOP email:queue 0 # 短信消费者 BLPOP sms:queue 04.2 微博TimeLine实现
实现代码：
# 1. 发布微博（同时操作Hash和List） HMSET weibo:10001 title "Hello" content "World" time "2024-01-01" author "user1" RPUSH user:1:timeline 10001 # 2. 分页获取微博 # 第一页：获取ID LRANGE user:1:timeline 0 9 # 返回 [10001, 10002, ...] # 使用Pipeline批量获取内容 PIPELINE HGETALL weibo:10001 HGETALL weibo:10002 ... EXEC4.3 栈和队列模拟
# 栈：后进先出（LIFO） # 入栈 RPUSH mystack "item1" RPUSH mystack "item2" # 出栈 RPOP mystack # 返回"item2" # 队列：先进先出（FIFO） # 入队 RPUSH myqueue "item1" RPUSH myqueue "item2" # 出队 LPOP myqueue # 返回"item1"4.4 最新N条记录
# 记录用户最近操作 LPUSH user:1001:actions "login" LPUSH user:1001:actions "view_page" LPUSH user:1001:actions "purchase" # 只保留最近10条 LTRIM user:1001:actions 0 9 # 获取最近操作 LRANGE user:1001:actions 0 4 # 最近5条操作五、性能优化技巧
5.1 大List拆分
当一个List中元素较多的时候，查找中间的元素，时间复杂度是O(N)，
显然效率很低，为了提高效率，可以将一个大的List，拆分成多个小的List。
# 超大List查询性能优化 # 原始：10000个元素的List # 拆分：10个1000个元素的List Key命名： user:1:timeline:part0 user:1:timeline:part1 ... user:1:timeline:part9 # 查询时先定位到具体的小List page = 5 page_size = 20 part_index = (page * page_size) // 1000 offset = (page * page_size) % 1000 LRANGE user:1:timeline:part{part_index} offset offset+page_size-15.2 合理使用阻塞命令
# 设置合理的超时时间 # 太长：资源浪费 # 太短：频繁重试 BLPOP task:queue 5 # 5秒超时 # 监控多个队列实现优先级 BLPOP high_priority:queue low_priority:queue 10六、Redis ACL权限控制
Redis 6.0+引入了ACL系统，对List命令进行权限控制：
# List相关命令的权限标签 - @write # 写操作 - @list # List类型操作 - @fast # 快速命令（O(1)或O(log N)） - @slow # 慢速命令（O(N)） # 示例：LTRIM命令需要的权限 # 用户需要拥有：write、list、slow权限 ACL SETUSER myuser on >mypassword ~* +@write +@list +@slow七、总结
Redis List是一个功能丰富且实用的数据结构，通过合理使用可以解决多种实际问题：
核心要点回顾
- 双向操作高效：两端插入/删除都是O(1)时间复杂度
- 灵活的应用场景：消息队列、TimeLine、栈/队列模拟等
- 底层实现智能：QuickList平衡了内存和性能
- 阻塞操作支持：BLPOP/BRPOP实现消息队列
