Redis List列表的详细介绍

封面图 • 2025-10-10 • redis

Redis 的 **List（列表）** 是一种用于存储多个字符串元素的数据结构，支持在列表的两端进行高效的操作。它底层使用的是 **双向链表（linked list）** 或者 **压缩列表（ziplist）** 实现，具体取决于数据量和配置。

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## 一、List 的特点

- **有序集合**：元素是按插入顺序排列的。
- **允许重复**：同一个元素可以多次出现在列表中。
- **支持两端操作**：可以在头部（left）或尾部（right）添加或删除元素。
- **支持范围查询**：可以通过索引获取指定位置的元素。
- **可扩展性**：当元素数量较多时，Redis 会自动将 List 转换为更高效的结构（如 `linked list`）。

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## 二、List 的常用命令

| 命令 | 描述 |
|------|------|
| `LPUSH key value [value ...]` | 将一个或多个值插入到列表头部（左边） |
| `RPUSH key value [value ...]` | 将一个或多个值插入到列表尾部（右边） |
| `LPOP key` | 移除并返回列表头部的第一个元素 |
| `RPOP key` | 移除并返回列表尾部的第一个元素 |
| `LRANGE key start stop` | 返回列表中指定范围内的元素（索引从0开始） |
| `LINDEX key index` | 返回列表中指定索引位置的元素 |
| `LLEN key` | 返回列表的长度 |
| `LSET key index value` | 设置列表中指定索引位置的元素 |
| `LINSERT key BEFORE/AFTER pivot value` | 在某个元素前/后插入新元素 |
| `LTRIM key start stop` | 保留列表中指定范围内的元素，其余删除 |
| `RPOPLPUSH source destination` | 从源列表尾部弹出元素，并将其推入目标列表头部 |

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## 三、List 的底层实现

Redis 的 List 可以用两种结构实现：

### 1. **Ziplist（压缩列表）**
- 适用于较小的 List。
- 存储方式紧凑，节省内存。
- 当 List 的元素数量较少（默认是 512 个元素以内）且每个元素较小时，Redis 会使用 ziplist。

### 2. **Linked List（双向链表）**
- 适用于较大的 List。
- 每个节点包含指向前一个和后一个节点的指针。
- 支持 O(1) 的头尾插入和删除操作。

> Redis 6.0 后，List 使用了新的 `QuickList` 结构，它是 ziplist 和 linked list 的混合结构，兼顾性能与内存效率。

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## 四、List 的典型应用场景

1. **消息队列（Message Queue）**
   - 使用 `RPUSH` 和 `LPOP` 实现简单的生产消费模型。
   - 例如：任务队列、异步处理等。

2. **缓存队列**
   - 保存最近访问的数据，比如用户浏览记录、日志等。

3. **分页查询**
   - 使用 `LRANGE` 获取指定范围的元素。

4. **限制访问频率**
   - 使用 `LTRIM` 保持列表长度，防止无限增长。

5. **排行榜（结合其他数据结构）**
   - 可以与 Sorted Set 配合使用，实现带权重的排名。

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## 五、示例演示

```bash
# 添加元素
RPUSH mylist "apple"
RPUSH mylist "banana"
RPUSH mylist "cherry"

# 查看所有元素
LRANGE mylist 0 -1
# 输出: ["apple", "banana", "cherry"]

# 弹出最后一个元素
RPOP mylist
# 输出: "cherry"

# 查看当前长度
LLEN mylist
# 输出: 2

# 插入元素到指定位置前
LINSERT mylist BEFORE "banana" "orange"
# 现在列表是: ["apple", "orange", "banana"]

# 获取索引为1的元素
LINDEX mylist 1
# 输出: "orange"
```

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## 六、注意事项

- **List 的性能**：
  - 头尾操作（LPUSH/RPUSH, LPOP/RPOP）是 O(1) 的。
  - 中间操作（如 LINDEX、LSET）是 O(N) 的，不建议频繁使用。

- **内存占用**：
  - List 的每个元素都会占用一定的内存，对于大数据量建议使用其他结构（如 Hash、Sorted Set）。

- **原子性**：
  - Redis 的 List 操作是原子性的，适合用于并发场景。

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## 七、总结

| 特性 | 说明 |
|------|------|
| 数据类型 | 字符串列表 |
| 是否有序 | 是 |
| 是否允许重复 | 是 |
| 操作复杂度 | 头尾操作 O(1)，中间操作 O(N) |
| 底层实现 | Ziplist / Linked List / QuickList |
| 适用场景 | 消息队列、缓存、分页、日志等 |

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如果你有具体的使用场景或问题，欢迎继续提问！