利用redis实现排行榜的小秘诀

前言

排行榜作为互联网应用中几乎必不可少的一个元素,其能够勾起人类自身对比的欲望,从而来增加商品的销量。

对于排行榜的需求,redis有一个数据结构非常适合做这件事,那就是有序集合(sorted set)。

在日常一些简单的活动开发中，我经常会碰到需要对用户的分值等进行排行，此时一般会选择redis的有序集合对用户的分数进行存储，但是不同的场景排行榜的方式也略有不同，以下根据自己日常的开发进行了一下归纳总结

Redis 有序集合(sorted set)

首先简单介绍下什么是有序集合。

Redis 的Sorted Set 是 String 类型的有序集合。集合成员是唯一的，这就意味着集合中不能出现重复的数据。

每个元素都会关联一个double类型的分数。redis正是通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。

有序集合的成员是唯一的,但分数(score)却可以重复。

集合是通过哈希表实现的，所以添加，删除，查找的复杂度都是O(1)。 集合中最大的成员数为 232 – 1 (4294967295, 每个集合可存储40多亿个成员)。

应用场景

场景一：用户得分越高，排行越前面

这是一种最简单基本的应用场景，使用的命令和基本操作如下：

ZADD：添加or更新成员分数

命令参数：ZADD key score member [[score member] [score member] ...]

将一个或多个 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 当中。

如果某个 member 已经是有序集的成员，那么更新这个 member 的 score 值，并通过重新插入这个 member 元素，来保证该 member 在正确的位置上。

score 值可以是整数值或双精度浮点数。

如果 key 不存在，则创建一个空的有序集并执行 ZADD 操作。

当 key 存在但不是有序集类型时，返回一个错误。

示例：

// 假设用户A（user1）当前游戏的分数为50，则
ZADD user_rank 50 user1 
// 添加用户B（user2）当前游戏的分数为60、用户C（user3）当前游戏的分数为70，则可批量操作
ZADD user_rank 60 user2 70 user3 // 同时添加user2、user3 两个用户的分数，分别为 2、3

ZREVRANK：获取成员当前的排名

命令参数：ZREVRANK key member

返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递减(从大到小)排序。

排名以 0 为底，也就是说， score 值最大的成员排名为 0 。

示例：

// 获取用户A当前的排名
ZREVRANK user_rank user1 // user1 当前排名为第三，则输出 2

ZSCORE：获取用户排名

命令参数：ZSCORE key member

返回有序集 key 中，成员 member 的 score 值。

如果 member 元素不是有序集 key 的成员，或 key 不存在，返回 nil 。

示例：

// 获取用户A当前的排名
ZSCORE user_rank user1 // user1 当前分数为50，则输出 "50" #注意返回值是字符串

场景二：用户游戏中花费的时间最短，排行越前面

这也算一种最简单基本的应用场景，使用的命令和基本操作和场景一差不多，除了获取排名的命令不一样之外：

ZRANK：获取成员当前的排名

命令参数：ZRANK key member

返回有序集 key 中成员 member 的排名。其中有序集成员按 score 值递增(从小到大)顺序排列。

排名以 0 为底，也就是说， score 值最小的成员排名为 0 。

如何处理以上两个场景中用户分数相同的情况

如果两个用户score相同，redis如何排序呢

在score相同的情况下，redis使用字典排序

那什么是字典排序呢？相信下图就可以解答到这个疑问

在score相同的情况下，redis使用字典排序，而所谓的字典排序其实就是“ABCDEFG”、”123456…”这样的排序，在首字母相同的情况下，redis会再比较后面的字母，还是按照字典排序

场景一：用户得分越高，排行越前面，如果分数相同情况下，先达成该分数的用户排前面

此场景下，我们需要更改用户的分数构成，具体思路如下：

• 分数相同，用户完成游戏的时间戳也加入到score值的构成中
• 先达成该分数的用户排前面，即游戏所得分数相同的情况下，时间戳越小，越排前
• 如果我们简单地把score结构由：分数+”+时间戳 拼凑，因为分数越大越靠前，而时间戳越小则越靠前，这样两部分的判断规则是相反的，无法简单把两者合成一起成为用户的score
• 但是我们可以逆向思维，可以用同一个足够大的数MAX减去时间戳，时间戳越小，则得到的差值越大，这样我们就可以把score的结构改为：分数+”+(MAX-时间戳)，这样就能满足我们的需求了
• 如果使用整数作为score，有一点需要注意的是，js中最大的整数为：

Math.pow(2, 53) – 1 // 9007199254740991 ,16位数

时间戳已经占用了13位数了，因此留给我们保存用户的真正分数的只剩下3位数了

所以最好使用双精度浮点数类型作为score

因此，最好的score结构为：分数+’.’+时间戳，变为浮点数

场景二：用户完成游戏时间最短，排行越前面，如果完成游戏时间相同情况下，先达到该记录的用户排前面

此场景下，我们也需要更改用户的score构成，具体思路如下：

• 完成游戏时间相同，用户完成游戏的时间戳也加入到score值的构成中
• 游戏时间相同，先达到该记录用户排前面，即游戏所得分数相同的情况下，时间戳越小，越排前
• 游戏时间越小越靠前，而时间戳越小也越靠前，这样两部分的判断规则是一致的，我们可以把两者合一起拼凑成score：分数+’.’+时间戳 即可
• 则用户score越小，用户排名越前

总结

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