redis系列：通過隊列案例學習list命令

前言

這一篇文章將講述Redis中的list類型命令，同樣也是通過demo來講述，其他部分這里就不在贅述了。

項目Github地址： https://github.com/rainbowda/learnWay/tree/master/learnRedis/case-list

案例

demo功能是隊列，整個demo的大致頁面如下。左邊是存儲到Redis中的數據，右邊是從Redis中彈出的數據。

準備工作

首先定義一個存儲list的key

private static final String LIST_KEY = "list:1";

隊列的key就用list:1

redis操作對象

private RedisTemplate redisTemplate;//string 命令操作對象private ValueOperations valueOperations;//list 命令操作對象private ListOperations listOperations;

list在Redis中的結構可以看下圖（圖片來源于Redis in Action）。

插入數據

頭部插入

命令介紹

接下來看看demo中頭部插入的功能，點擊下圖中頭部插入按鈕，然后在彈出框中填入數字0，點擊提交后整個頭部插入流程結束。可以看到左邊的隊列數據出現了一條{"data":"0"} 數據，在數據{"data":"1"} 上面。

來看看后臺的方法

@RequestMapping(value = "/leftPop",method = RequestMethod.GET)public Object leftPop(){    return listOperations.leftPop(LIST_KEY);
}

如果需要在Redis中操作，可以敲下面的命令

lpush list:1 "{\"data\":\"0\"}"

尾部插入

命令介紹

接下來看看demo中尾部插入的功能，點擊下圖中尾部插入按鈕，然后在彈出框中填入數字11，點擊提交后整個新增流程結束。可以看到左邊的隊列數據出現了一條{"data":"11"} 數據，在數據{"data":"10"}下面。

來看看后臺的方法

@RequestMapping(value = "/rightPop",method = RequestMethod.GET)public Object rightPop(){    return listOperations.rightPop(LIST_KEY);
}

如果需要在Redis中操作，可以敲下面的命令

rpush list:1 "{\"data\":\"11\"}"

列表查詢

命令介紹

同樣先看看相關的獲取值命令

后臺查詢方法，將新增的內容查詢出來

@RequestMapping(value = "/getList",method = RequestMethod.GET)public List getList(){
    List list = listOperations.range(LIST_KEY, 0, -1);    //可以用size獲取成員長度
    //listOperations.size(LIST_KEY);
    return list;
}

數據彈出

頭部彈出

接下來看看頭部彈出的功能，點擊下圖中頭部彈出按鈕，可以看到左邊的隊列頂部數據減少了，在右邊彈出的數據出現了左邊隊列數據消失的數據。

來看看后臺的方法

@RequestMapping(value = "/leftPop",method = RequestMethod.GET)public Object leftPop(){    return listOperations.leftPop(LIST_KEY);
}

如果需要在Redis中操作，可以敲下面的命令

lpop list:1

尾部彈出

接下來看看尾部彈出的功能，點擊下圖中尾部彈出按鈕，可以看到左邊的隊列尾部數據減少了，在右邊彈出的數據出現了左邊隊列數據消失的數據。

來看看后臺的方法

@RequestMapping(value = "/rightPop",method = RequestMethod.GET)public Object rightPop(){    return listOperations.rightPop(LIST_KEY);
}

如果需要在Redis中操作，可以敲下面的命令

rpop list:1

其他命令

RPOPLPUSH和BRPOPLPUSH

這兩個命令作用其實是相同的，只不過BRPOPLPUSH是阻塞的，當沒有數據時，會一直阻塞，直到有數據。

在Redis官方文檔中，用RPOPLPUSH命令舉了兩個例子，一個是Reliable queue（安全的隊列 ），另一個是Circular list（循環列表）。

Reliable queue（安全的隊列 ）

Redis通常都被用做一個處理各種后臺工作或消息任務的消息服務器。 一個簡單的隊列模式就是：生產者把消息放入一個列表中，等待消息的消費者用  RPOP  命令（用輪詢方式）， 或者用 BRPOP 命令（如果客戶端使用阻塞操作會更好）來得到這個消息。

然而，因為消息有可能會丟失，所以這種隊列并是不安全的。例如，當接收到消息后，出現了網絡問題或者消費者端崩潰了， 那么這個消息就丟失了。

RPOPLPUSH (或者其阻塞版本的  BRPOPLPUSH ） 提供了一種方法來避免這個問題：消費者端取到消息的同時把該消息放入一個正在處理中的列表。 當消息被處理了之后，該命令會使用 LREM 命令來移除正在處理中列表中的對應消息。

另外，可以添加一個客戶端來監控這個正在處理中列表，如果有某些消息已經在這個列表中存在很長時間了（即超過一定的處理時限）， 那么這個客戶端會把這些超時消息重新加入到隊列中。

翻譯來自  http://www.redis.cn/commands/rpoplpush.html

Circular list（循環列表）

RPOPLPUSH 命令的 source 和 destination 是相同的話， 那么客戶端在訪問一個擁有n個元素的列表時，可以在 O(N) 時間里一個接一個獲取列表元素， 而不用像  LRANGE 那樣需要把整個列表從服務器端傳送到客戶端。

上面這種模式即使在以下兩種情況下照樣能很好地工作：  有多個客戶端同時對同一個列表進行旋轉（rotating）：它們會取得不同的元素，直到列表里所有元素都被訪問過，又從頭開始這個操作。  有其他客戶端在往列表末端加入新的元素。

這個模式讓我們可以很容易地實現這樣一個系統：有 N 個客戶端，需要連續不斷地對一批元素進行處理，而且處理的過程必須盡可能地快。 一個典型的例子就是服務器上的監控程序：它們需要在盡可能短的時間內，并行地檢查一批網站，確保它們的可訪問性。

值得注意的是，使用這個模式的客戶端是易于擴展（scalable）且安全的（reliable），因為即使客戶端把接收到的消息丟失了， 這個消息依然存在于隊列中，等下次迭代到它的時候，由其他客戶端進行處理。

翻譯來自  http://www.redis.cn/commands/rpoplpush.html

案例-約瑟夫問題

約瑟夫問題 （有時也稱為 約瑟夫斯置換 ），是一個出現在 計算機科學 和 數學 中的問題。在計算機 編程 的算法中，類似問題又稱為 約瑟夫環 。

人們站在一個等待被處決的圈子里。 計數從圓圈中的指定點開始，并沿指定方向圍繞圓圈進行。 在跳過指定數量的人之后，執行下一個人。 對剩下的人重復該過程，從下一個人開始，朝同一方向跳過相同數量的人，直到只剩下一個人，并被釋放。

問題即，給定人數、起點、方向和要跳過的數字，選擇初始圓圈中的位置以避免被處決。

來自維基百科  https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BA%A6%E7%91%9F%E5%A4%AB%E6%96%AF%E9%97%AE%E9%A2%98

思路

定義一個list key為josephus，利用

RPOPLPUSH  josephus josephus

命令來構造循環鏈表，每當數到3時，使用rpop

rpop josephus

命令彈出

代碼實現

public class JosephusProblem extends RedisBaseConnection {    @Test
    public void test() {        //構造數據
        for (int i = 1; i <= 41; i++) {
            listOperations.leftPush("josephus", String.valueOf(i));
        }        int index = 1;        while (listOperations.size("josephus") > 0) {            //當數到3時，彈出
            if (index == 3) {
                System.out.println(listOperations.range("josephus", 0, -1));
                System.out.println("當前被殺的人是：" + listOperations.rightPop("josephus"));
                index = 0;
            } else {
                listOperations.rightPopAndLeftPush("josephus", "josephus");
            }
            index++;
        }
    }
}

整個代碼步驟如下

1. 先是模擬有41個人（向redis中key為josephus的list添加41個數據）

2. 定義索引index

3. 循環判斷key為josephus的數據長度是否大于0

4. 當索引index為3時，調用Redis的rpop命令彈出對應的數據。索引index不為3時，調用RPOPLPUSH命令，將對應的數據放到隊列頭部

5. 索引index加1

運行結果有點長，這里只截圖最后一部分的結果，如下

約瑟夫問題代碼請點擊 JosephusProblem.java

建議學習的人最好每個命令都去敲下，加深印象。下面詩句送給你們。

紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。————出自《冬夜讀書示子聿》