Redis 类型之 List
Redis Lists
为了解释 List 数据类型，最好从一点理论开始，因为术语 List 经常被信息技术人员以不正当的方式使用。例如，Python 中的 Lists 不是名称所暗示的 Linked Lists ，而是 Arrays（实际上相同的数据类型在 Ruby 中被称为 Array ）。
从非常一般的观点来看，List 只是一系列有序的元素：10, 20, 1, 2, 3 是一个列表。但是使用 Array 实现的 List 的属性与使用 Linked List 实现的 List 的属性非常不同。
Redis 列表通过 Linked Lists 实现。这意味着即使列表中有数百万个元素，也会在 常量时间 (constant time) 内在列表的头部或尾部添加新元素。使用 LPUSH 命令将新元素添加到具有十个元素的列表的头部的速度，与添加到具有1000万个元素的列表头部的速度是相同的。
有什么缺点呢？在使用 Array（常量时间索引访问）实现的列表中，通过 索引 (index) 访问元素非常快，而在链表实现的列表中则不是那么快（其中完成操作所需要的工作量与所访问元素的索引成正比）。
Redis Lists 使用链接列表实现，因为对于数据库系统来说，能够以非常快的方式将元素添加到很长的列表中是至关重要的。正如您稍后将看到的那样，Redis Lists 可以在恒定时间内保持恒定长度。
当快速访问大量元素集合的中间位置很重要时，可以使用不同的数据结构，称之为排序集（sorted sets）。排序集将在本教程后面介绍。
First steps with Redis Lists
LPUSH 命令将一个新元素添加到列表的左侧（头部），而 RPUSH 命令将一个新元素添加到列表的右侧（尾部）。最后，LRANGE 命令从列表中提取某个区间的元素。
> rpush mylist A
(integer) 1
> rpush mylist B
(integer) 2
> lpush mylist first
(integer) 3
> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"请注意， LRANGE 需要指定两个索引，即要返回的区间的第一个和最后一个元素位置。两个索引都可以是负数，Redis 会从结尾开始计数：-1 指最后一个元素，-2 指倒数第二个元素，依次类推。
LPUSH 和 RPUSH 都是可变参数命令（variadic commands），这意味着您可以在一次调用中将多个元素推送到列表中。
> rpush mylist 1 2 3 4 5 "foo bar"
(integer) 9
> lrange mylist 0 -1
1) "first"
2) "A"
3) "B"
4) "1"
5) "2"
6) "3"
7) "4"
8) "5"
9) "foo bar"Redis 列表中定义的一个重要的操作是弹出元素 RPOP（pop elements）。弹出元素会从列表中检索元素的同时，从列表中删除元素。就像推送元素一样，您也可以从列表的两侧弹出元素。
> rpush mylist a b c
(integer) 3
> rpop mylist
"c"
> rpop mylist
"b"
> rpop mylist
"a"我们添加了三个元素并弹出了三个元素，因此现在列表是空的，没有更多元素可以被弹出了。如果我们尝试弹出一个元素，这就是我们得到的结果：
> rpop mylist
(nil)Redis 返回一个 NULL 值来表示列表中没有元素。
Common use cases for lists
列表对许多任务都很有用，两个非常有代表性的用例如下：
- 记住用户发布到社交网络的最近更新
- 使用 consumer-producer 模式实现进程之间的通信，生产者把项目推入列表，消费者消费这些项目并执行操作。Redis 具有特殊的列表命令，使这个用例更加可靠和高效
举个例子，两个流行的 Ruby 库 resque 和 sidekiq 在底层都使用 Redis 列表来实现后台作业。
流行的 Twitter 社交网络将用户发布的最新推文收录到 Redis 列表中。
讲的更详细一点，假设您的主页会展示在照片共享社交网络中发布的最新照片，并且您希望加快访问速度。
- 用户每次发布新照片时，我们都会使用
LPUSH将其 ID 添加到列表中 - 当用户访问主页时，我们使用
LRANGE 0 9来获取最新的 10 张照片
Capped lists
在许多用例中，我们只想使用列表来存储最新的项目，而不管它们是什么：社交网络更新，日志或其他内容。
Redis 允许我们将列表用作一个带上限的集合，只记住最新的 N 项并使用 LTRIM 命令丢弃最旧的项。
LTRIM 类似于 LRANGE ，但它不是显示指定区间的元素，而是将此区间设置为新列表的值，除此之外的元素都会被移除。
举个例子：
> rpush mylist 1 2 3 4 5
(integer) 5
> ltrim mylist 0 2
OK
> lrange mylist 0 -1
1) "1"
2) "2"
3) "3"上例中的 LTRIM 命令告诉 Redis 只获取索引在 0 到 2 之间的元素，丢弃其他的元素。这允许一个非常简单却很有用的模式：对列表执行一个 push 操作和一个 trim 操作，来添加新元素并丢弃超出限制的元素。
LPUSH mylist <some element>
LTRIM mylist 0 999上面的组合添加了一个新元素，并且只将 1000 个最新的元素放入列表中。使用 LRANGE 你可以访问列表顶部元素而无需记住非常久的数据。
Note: 虽然
LRANGE在技术上是一个 O(N) 命令，但是访问列表头部或尾部的小范围内的元素是一个常量时间操作。
Blocking operations on lists
列表有一个适合用来实现队列（queue）的特殊功能，并且通常作为进程间通信系统的构建块：阻塞操作。
想象一下，您希望在一个进程中将某些项推入一个列表，并在不同的进程中对这些项执行某种工作。这就是普通的生产者/消费者模型，可以通过以下简单的方式实现：
- 生产者 call
LPUSH将项目推入列表 - 消费者 call
RPOP从列表中提取/处理项目
然而有时候列表可能是空的，没有任何东西可以处理，所以 RPOP 只返回 NULL 。在这种情况下，消费者被迫等待一段时间并使用 RPOP 重试。这种方式叫做轮询（polling），在该场景里用它并不是一个好主意，因为它有几个缺陷：
- 强制 Redis 和客户端处理无用的命令（当列表为空时，所有请求都不会完成实际工作，它们只会返回
NULL） - 对项目的处理过程添加了延迟。因为在 worker 收到了
NULL之后，它会等待一段时间。为了使延迟更短，我们可以缩短RPOP调用之间的等待时间，进而放大了问题 1 ，即对 Redis 进行更多无用的 calls。
所以 Redis 实现了名为 BRPOP 和 BLPOP 的命令，它们是 RPOP 和 LPOP 的可阻塞版本：只有当新元素添加到列表中，或者超过了当用户指定的 timeout 的时候，它们才会返回到 caller 。
这是我们可以在 worker 中使用的 call BRPOP 的示例：
> brpop tasks 5
1) "tasks"
2) "do_something"意思是：等待 tasks 列表中的元素，如果 5 秒后还没有元素可用就返回
Note: 您可以使用 0 作为 timeout 来一直等待元素。您还可以指定多个列表，以便同时等待多个列表，并在第一个列表收到元素时获得通知。
关于 BRPOP 的一些注意事项：
- 客户端以有序的方式接受服务：在其他客户端推入了一个元素时，阻塞等待列表的第一个客户端将首先接受服务
- 与
RPOP相比，返回值是不同的：它是一个双元素数组，它包含了键的名称（列表名）。这是因为BRPOP和BLPOP能够阻塞等待来自多个列表的元素 - 如果到达了超时时间，则返回
NULL
关于列表和阻塞操作，您应该了解更多内容。我们建议您阅读以下内容：
- 可以使用
RPOPLPUSH构建更安全的队列或轮换队列 - 还有一个
RPOPLPUSH的阻塞变体，称为BRPOPLPUSH
Automatic creation and removal of keys
到目前为止，在所有的示例中，我们都没有必要在推送元素之前创建空列表，或者删除不再包含元素的空列表。Redis 会帮我们做这些工作。
这个行为不是列表特有的，它适用于所有由多个元素组成的 Redis 数据类型 Stream, Set, SortedSet 和 Hashes
基本上，我们可以用三个规则来概括这一行为：
- 当我们向聚合数据类型添加元素时，如果目标键不存在，则在添加元素之前创建一个空的聚合数据类型。
- 当我们从聚合数据类型中删除元素时，如果值保持为空，就自动删除该键。
Stream数据类型是此规则的唯一例外。 - calling 只读命令（如
LLEN返回列表的长度）或者 calling 写入命令删除元素（使用空键）始终产生相同的结果，就好像键持有一个空聚合类型一样。
规则 1 示例：
> del mylist
(integer) 1
> lpush mylist 1 2 3
(integer) 3但是，如果键存在，我们无法对错误的类型执行操作。
> set foo bar
OK
> lpush foo 1 2 3
(error) WRONGTYPE Operation against a key holding the wrong kind of value
> type foo
string规则 2 示例：
> lpush mylist 1 2 3
(integer) 3
> exists mylist
(integer) 1
> lpop mylist
"3"
> lpop mylist
"2"
> lpop mylist
"1"
> exists mylist
(integer) 0弹出所有的元素之后，键不再存在。
规则 3 示例：
> del mylist
(integer) 0
> llen mylist
(integer) 0
> lpop mylist
(nil)