Redis之Set：从无序唯一到智能存储，解锁用户画像/社交/统计全场景应用 - 实践

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文章目录

• 本篇摘要
• Redis之Set（集合）
• • 常见指令
  • • • **1. 基础操作指令**
      • **2. 集合间操作指令**
      • **3. 随机与移动操作**
    • 小总结
  • set内部编码方式
  • • 举个例子理解
  • **Redis的Set 应用场景**
  • • • **1. 用户标签画像（精准推荐）**
      • **2. 社交共同好友（关系链分析）**
      • **3. 独立访客统计（UV去重）**
• 本篇小结

本篇摘要

本文围绕Redis集合（Set）展开，介绍其无序唯一、自动去重特性及核心指令（SADD/SREM/SMEMBERS等基础操作、集合运算指令、随机移动指令），解析intset/hashtable内部编码规则（整数且≤512用intset省内存，否则用hashtable），并给出用户标签、共同好友、UV统计等应用场景。

Redis之Set（集合）

• ​​无序且唯一​​：Set 存储不重复的元素，且元素无固定顺序（类似数学中的集合）。

• 自动去重​​：添加重复元素时自动忽略。

• 高效操作​​：支持交集、并集、差集等集合运算。

常见指令

1. 基础操作指令

1. SADD key member [member ...]
   • 功能：向集合添加一个或多个成员（自动去重）。
   • 示例：

     SADD tags "redis" "db" "cache"

   • 返回值：成功添加的成员数量（重复成员不计）。
   • 时间复杂度：O(1)（每个成员）。

如：

发现是无序的。

2. SREM key member [member ...]
   • 功能：移除集合中指定成员。
   • 示例：

     SREM tags "db"

   • 返回值：实际移除的成员数量。
   • 时间复杂度：O(1)（每个成员）。

如：

当然这里也能移除很多。

3. SMEMBERS key
   • 功能：返回集合所有成员（无序）。
   • 示例：

     SMEMBERS tags

   • 注意：大集合可能阻塞，推荐用SSCAN分批获取。
   • 时间复杂度：O(N)（N为集合大小）。

如：

4. SCARD key
   • 功能：获取集合成员数量。
   • 示例：

     SCARD tags

   • 时间复杂度：O(1)。

如：

5. SISMEMBER key member
   • 功能：检查成员是否在集合中。
   • 示例：

     SISMEMBER tags "cache"

   • 返回值：1（存在）或 0（不存在）。
   • 时间复杂度：O(1)。

如：

6. SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]
   • 功能：增量式迭代集合成员（解决SMEMBERS阻塞问题）。
   • 示例：

     SSCAN tags 0 （或者sscan tags 0 match r* 10）

   • 返回值：[新游标, [成员1, 成员2, ...]]。
   • 时间复杂度：每次调用 O(1)，完整迭代 O(N)。

如：

遍历完返回0，然后就是全部个数。

2. 集合间操作指令

7. SUNION key [key ...]
   • 功能：返回多个集合的并集（不存储结果）。
   • 示例：

     SUNION tags tag2

   • 时间复杂度：O(N)（N为所有集合成员总数）。

如：

8. SUNIONSTORE destination key [key ...]
   • 功能：计算并集并存储到目标集合。
   • 示例：

     SUNIONSTORE des tags tags2

   • 返回值：结果集合的成员数量。
   • 时间复杂度：O(N)。

如：

9. SINTER key [key ...]
   • 功能：返回多个集合的交集。
   • 示例：

     SINTER  ag2 des

   • 时间复杂度：O(N*M)（最差情况）。

如：

这里只有一种可能。

10. SINTERSTORE destination key [key ...]
    • 功能：计算交集并存储到目标集合。
    • 示例：

      sinterstore des1 tag2 des

    • 时间复杂度：O(N*M)。

如：

11. SDIFF key [key ...]
    • 功能：返回第一个集合与其他集合的差集。
    • 示例：

      SDIFF tag1 tag2 /sdiff tag2 tag1      ```

    • 时间复杂度：O(N)。

如：

这里先后顺序决定是否不一样。

12. SDIFFSTORE destination key [key ...]
    • 功能：计算差集并存储到目标集合。
    • 示例：

       SDIFF  t1 tag1 tag2 /sdiff t2 tag2 tag1

    • 时间复杂度：O(N)。

如：

3. 随机与移动操作

13. SPOP key [count]
    • 功能：随机移除并返回集合中一个或多个成员。
    • 示例：

      SPOP tag1 2

    • 返回值：被移除的成员（数组形式）。
    • 时间复杂度：O(1)（单个成员）。

如：

14. SMOVE source destination member
    • 功能：将成员从源集合移动到目标集合。
    • 示例：

      SMOVE tag2 tag1 c++

    • 返回值：1（成功）或 0（成员不存在）。
    • 时间复杂度：O(1)。

如：

注：如果tag1有对应的元素，那么它只会从tag2中移除然后无法加入tag1。

小总结

指令类别	指令	功能简述	时间复杂度	关联内部编码	备注
基础操作	SADD key member...	向集合添加一个或多个成员（自动去重）	O(1) 每个成员	INTSET（小整数集合） HT（大集合/非整数）	整数且数量少时用 INTSET，否则转 HT
	SREM key member...	移除集合中指定成员	O(1) 每个成员	HT
	SMEMBERS key	返回集合所有成员（无序，大集合可能阻塞）	O(N)（N为集合大小）	HT	大集合建议改用 SSCAN 分批获取
	SCARD key	获取集合成员数量	O(1)	HT/INTSET 均直接统计
	SISMEMBER key member	检查成员是否在集合中	O(1)	HT（哈希表快速查找） INTSET
	SSCAN key cursor [MATCH pattern] [COUNT count]	增量式迭代集合成员（解决 SMEMBERS 阻塞问题）	每次调用 O(1)，完整遍历 O(N)	HT	通过游标分批获取，避免全量阻塞
集合间运算	SUNION key [key...]	返回多个集合的并集（不存储结果）	O(N)（N为所有集合成员总数）	HT	遍历所有集合成员计算并集
	SUNIONSTORE dest key [key...]	计算并集并存储到目标集合	O(N)	HT	结果存入 dest，返回成员数
	SINTER key [key...]	返回多个集合的交集	O(N*M)（最差情况，依赖集合大小）	HT	需遍历多个集合的公共成员
	SINTERSTORE dest key [key...]	计算交集并存储到目标集合	O(N*M)	HT	结果存入 dest
	SDIFF key [key...]	返回第一个集合与其他集合的差集（顺序影响结果）	O(N)	HT	如 SDIFF A B 是 A 有但 B 没有的成员
	SDIFFSTORE dest key [key...]	计算差集并存储到目标集合	O(N)	HT	结果存入 dest
随机与移动操作	SPOP key [count]	随机移除并返回集合中一个或多个成员	O(1)（单个成员）	HT	从集合中随机弹出元素
	SMOVE source dest member	将成员从源集合移动到目标集合（原子操作）	O(1)	HT	若成员不存在于源集合则失败，目标集合自动创建

set内部编码方式

Redis里的集合（set）存数据时，内部有两种“存储方式”，具体用哪种，取决于集合里存的是啥、有多少数据：

1. intset（整数集合，类似于整数数组）：

   • 条件：集合里全是整数，并且元素个数小于等于512个（这个512是Redis默认配置，能改）。
   • 好处：用intset存更省内存。

2. hashtable（哈希表）：

   • 只要上面intset的两个条件有一个不满足，Redis就用hashtable存。比如：
     • 元素个数超过512个；
     • 集合里有非整数的元素（比如字符串、对象等）。

如下：

举个例子理解

• 例子1：满足intset条件 → 用intset存
  往集合setkey里加4个整数（1、2、3、4），因为元素少（≤512）且全是整数，所以用object encoding setkey查存储方式，结果是"intset"。

如：

• 例子2：元素超过512个 → 用hashtable存
  往集合setkey里加513个整数（超过512了），这时候不满足intset条件，查存储方式结果是"hashtable"。

这里太多就不演示了。

• 例子3：有非整数元素 → 用hashtable存
  往集合setkey里加一个字符串"a"（不是整数），查存储方式结果也是"hashtable"。

如：

一句话概括：Redis集合存数据时，优先选省内存的intset；但只要数据不满足“全是小整数且数量少”，就会自动切换成更通用的hashtable来存。

Redis的Set 应用场景

1. 用户标签画像（精准推荐）

• 功能：存储用户特征标签（如性别、兴趣、行为），实现“千人千面”推荐，还有就是根据用户常访问的加入set中，最后根据set元素分析用户兴趣，实现这种推送功能。
• 核心操作：
  • SADD user:1:tags "sports"（添加标签）
  • SINTER user:1:tags user:2:tags（计算共同兴趣）
• 优势：自动去重，快速交集运算。

2. 社交共同好友（关系链分析）

• 功能：通过集合交集计算用户共同好友（如QQ/微信）。
• 核心操作：
  • SINTER friends:Alice friends:Bob（返回Alice和Bob的共同好友）

3. 独立访客统计（UV去重）

• 功能：统计网站唯一访问用户数（同一用户多次访问仅计1次）。
• 核心操作：
  • SADD uv:20230820 "192.168.1.1"（记录IP）
  • SCARD uv:20230820（获取UV数）
• 优势：利用Set唯一性天然去重，比数据库统计高效。

本篇小结

Redis集合是高效存储唯一元素的工具，支持丰富操作与集合运算，内部通过intset/hashtable智能编码省内存，广泛应用于标签、社交、统计等场景，是开发中实用的数据结构。