redis系列：通过队列案例学习list命令

前言

这一篇文章将讲述Redis中的list类型命令，同样也是通过demo来讲述，其他部分这里就不在赘述了。

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

案例

demo功能是队列，整个demo的大致页面如下。左边是存储到Redis中的数据，右边是从Redis中弹出的数据。

准备工作

首先定义一个存储list的key

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

队列的key就用list:1

redis操作对象

private RedisTemplate redisTemplate;
//string 命令操作对象
private ValueOperations valueOperations;
//list 命令操作对象
private ListOperations listOperations;

list在Redis中的结构可以看下图（图片来源于Redis in Action）。

图片来源于Redis in Action

插入数据

头部插入

命令介绍

接下来看看demo中头部插入的功能，点击下图中头部插入按钮，然后在弹出框中填入数字0，点击提交后整个头部插入流程结束。可以看到左边的队列数据出现了一条{"data":"0"} 数据，在数据{"data":"1"} 上面。

来看看后台的方法

@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

命令介绍

接下来看看demo中尾部插入的功能，点击下图中尾部插入按钮，然后在弹出框中填入数字11，点击提交后整个新增流程结束。可以看到左边的队列数据出现了一条{"data":"11"} 数据，在数据{"data":"10"}下面。

来看看后台的方法

@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\"}" 

列表查询

命令介绍

同样先看看相关的获取值命令

后台查询方法，将新增的内容查询出来

@RequestMapping(value = "/getList",method = RequestMethod.GET)
public List getList(){
    List list = listOperations.range(LIST_KEY, 0, -1);

    //可以用size获取成员长度
    //listOperations.size(LIST_KEY);

    return list;
}

数据弹出

头部弹出

命令	用例	描述
LPOP	LPOP key	移除并且返回 key 对应的 list 的第一个元素。
BLPOP	BLPOP key key ... timeout	它是命令 LPOP 的阻塞版本，这是因为当给定列表内没有任何元素可供弹出的时候， 连接将被   命令阻塞。

接下来看看头部弹出的功能，点击下图中头部弹出按钮，可以看到左边的队列顶部数据减少了，在右边弹出的数据出现了左边队列数据消失的数据。

来看看后台的方法

@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 

尾部弹出

接下来看看尾部弹出的功能，点击下图中尾部弹出按钮，可以看到左边的队列尾部数据减少了，在右边弹出的数据出现了左边队列数据消失的数据。

来看看后台的方法

@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

这两个命令作用其实是相同的，只不过BRPOPLPUSH是阻塞的，当没有数据时，会一直阻塞，直到有数据。

在Redis官方文档中，用RPOPLPUSH命令举了两个例子，一个是Reliable queue（安全的队列 ），另一个是Circular list（循环列表）。

Reliable queue（安全的队列 ）

Redis通常都被用做一个处理各种后台工作或消息任务的消息服务器。 一个简单的队列模式就是：生产者把消息放入一个列表中，等待消息的消费者用 RPOP 命令（用轮询方式）， 或者用 BRPOP 命令（如果客户端使用阻塞操作会更好）来得到这个消息。

然而，因为消息有可能会丢失，所以这种队列并是不安全的。例如，当接收到消息后，出现了网络问题或者消费者端崩溃了， 那么这个消息就丢失了。

RPOPLPUSH (或者其阻塞版本的 BRPOPLPUSH） 提供了一种方法来避免这个问题：消费者端取到消息的同时把该消息放入一个正在处理中的列表。 当消息被处理了之后，该命令会使用 LREM 命令来移除正在处理中列表中的对应消息。

另外，可以添加一个客户端来监控这个正在处理中列表，如果有某些消息已经在这个列表中存在很长时间了（即超过一定的处理时限）， 那么这个客户端会把这些超时消息重新加入到队列中。

翻译来自 http://www.redis.cn/commands/rpoplpush.html

Circular list（循环列表）

RPOPLPUSH 命令的 source 和 destination 是相同的话， 那么客户端在访问一个拥有n个元素的列表时，可以在 O(N) 时间里一个接一个获取列表元素， 而不用像 LRANGE 那样需要把整个列表从服务器端传送到客户端。

上面这种模式即使在以下两种情况下照样能很好地工作： 有多个客户端同时对同一个列表进行旋转（rotating）：它们会取得不同的元素，直到列表里所有元素都被访问过，又从头开始这个操作。 有其他客户端在往列表末端加入新的元素。

这个模式让我们可以很容易地实现这样一个系统：有 N 个客户端，需要连续不断地对一批元素进行处理，而且处理的过程必须尽可能地快。 一个典型的例子就是服务器上的监控程序：它们需要在尽可能短的时间内，并行地检查一批网站，确保它们的可访问性。

值得注意的是，使用这个模式的客户端是易于扩展（scalable）且安全的（reliable），因为即使客户端把接收到的消息丢失了， 这个消息依然存在于队列中，等下次迭代到它的时候，由其他客户端进行处理。

翻译来自 http://www.redis.cn/commands/rpoplpush.html

案例-约瑟夫问题

约瑟夫问题（有时也称为约瑟夫斯置换），是一个出现在计算机科学和数学中的问题。在计算机编程的算法中，类似问题又称为约瑟夫环。

人们站在一个等待被处决的圈子里。 计数从圆圈中的指定点开始，并沿指定方向围绕圆圈进行。 在跳过指定数量的人之后，执行下一个人。 对剩下的人重复该过程，从下一个人开始，朝同一方向跳过相同数量的人，直到只剩下一个人，并被释放。

问题即，给定人数、起点、方向和要跳过的数字，选择初始圆圈中的位置以避免被处决。

来自维基百科 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

定义一个list key为josephus，利用

RPOPLPUSH  josephus josephus

命令来构造循环链表，每当数到3时，使用rpop

rpop josephus

命令弹出

代码实现

public class JosephusProblem extends RedisBaseConnection {

    @Test
    public void test() {
        //构造数据
        for (int i = 1; i <= 41; i++) {
            listOperations.leftPush("josephus", String.valueOf(i));
        }

        int index = 1;
        while (listOperations.size("josephus") > 0) {
            //当数到3时，弹出
            if (index == 3) {
                System.out.println(listOperations.range("josephus", 0, -1));
                System.out.println("当前被杀的人是：" + listOperations.rightPop("josephus"));
                index = 0;
            } else {
                listOperations.rightPopAndLeftPush("josephus", "josephus");
            }
            index++;
        }
    }
}

整个代码步骤如下

1. 先是模拟有41个人（向redis中key为josephus的list添加41个数据）
2. 定义索引index
3. 循环判断key为josephus的数据长度是否大于0
4. 当索引index为3时，调用Redis的rpop命令弹出对应的数据。索引index不为3时，调用RPOPLPUSH命令，将对应的数据放到队列头部
5. 索引index加1

运行结果有点长，这里只截图最后一部分的结果，如下

约瑟夫问题代码请点击JosephusProblem.java

建议学习的人最好每个命令都去敲下，加深印象。下面诗句送给你们。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。————出自《冬夜读书示子聿》