使用redis進行排行榜的小祕訣

前言

在日常一些簡單的活動開發中，我經常會碰到需要對用戶的分值等進行排行，此時一般會選擇redis的有序集合對用戶的分數進行存儲，但是不同的場景排行榜的方式也略有不同，以下根據自己日常的開發進行了一下歸納總結

Redis 有序集合(sorted set)

首先簡單介紹下什麼是有序集合。

Redis 的Sorted Set 是 String 類型的有序集合。集合成員是唯一的，這就意味着集合中不能出現重複的數據。

每個元素都會關聯一個double類型的分數。redis正是通過分數來爲集合中的成員進行從小到大的排序。

有序集合的成員是唯一的,但分數(score)卻可以重複。

集合是通過哈希表實現的，所以添加，刪除，查找的複雜度都是O(1)。 集合中最大的成員數爲 232 - 1 (4294967295, 每個集合可存儲40多億個成員)。

應用場景

場景一：用戶得分越高，排行越前面

這是一種最簡單基本的應用場景，使用的命令和基本操作如下：

ZADD：添加or更新成員分數

命令參數：ZADD key score member [[score member] [score member] ...]

將一個或多個 member 元素及其 score 值加入到有序集 key 當中。

如果某個 member 已經是有序集的成員，那麼更新這個 member 的 score 值，並通過重新插入這個 member 元素，來保證該 member 在正確的位置上。

score 值可以是整數值或雙精度浮點數。

如果 key 不存在，則創建一個空的有序集並執行 ZADD 操作。

當 key 存在但不是有序集類型時，返回一個錯誤。

示例：

// 假設用戶A（user1）當前遊戲的分數爲50，則
ZADD user_rank 50 user1 
// 添加用戶B（user2）當前遊戲的分數爲60、用戶C（user3）當前遊戲的分數爲70，則可批量操作
ZADD user_rank 60 user2 70 user3 // 同時添加user2、user3 兩個用戶的分數，分別爲 2、3

ZREVRANK：獲取成員當前的排名

命令參數：ZREVRANK key member
返回有序集 key 中成員 member 的排名。其中有序集成員按 score 值遞減(從大到小)排序。
排名以 0 爲底，也就是說， score 值最大的成員排名爲 0 。

示例：

// 獲取用戶A當前的排名
ZREVRANK user_rank user1 // user1 當前排名爲第三，則輸出 2

ZSCORE：獲取用戶排名

命令參數：ZSCORE key member

返回有序集 key 中，成員 member 的 score 值。

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

示例：

// 獲取用戶A當前的排名
ZSCORE user_rank user1 // user1 當前分數爲50，則輸出 "50" #注意返回值是字符串

場景二：用戶遊戲中花費的時間最短，排行越前面

這也算一種最簡單基本的應用場景，使用的命令和基本操作和場景一差不多，除了獲取排名的命令不一樣之外：

ZRANK：獲取成員當前的排名

命令參數：ZRANK key member
返回有序集 key 中成員 member 的排名。其中有序集成員按 score 值遞增(從小到大)順序排列。

排名以 0 爲底，也就是說， score 值最小的成員排名爲 0 。

如何處理以上兩個場景中用戶分數相同的情況

如果兩個用戶score相同，redis如何排序呢

在score相同的情況下，redis使用字典排序
那什麼是字典排序呢？相信下圖就可以解答到這個疑問

在score相同的情況下，redis使用字典排序，而所謂的字典排序其實就是“ABCDEFG”、"123456..."這樣的排序，在首字母相同的情況下，redis會再比較後面的字母，還是按照字典排序

場景一：用戶得分越高，排行越前面，如果分數相同情況下，先達成該分數的用戶排前面

此場景下，我們需要更改用戶的分數構成，具體思路如下：

• 分數相同，用戶完成遊戲的時間戳也加入到score值的構成中
• 先達成該分數的用戶排前面，即遊戲所得分數相同的情況下，時間戳越小，越排前
• 如果我們簡單地把score結構由：分數+''+時間戳 拼湊，因爲分數越大越靠前，而時間戳越小則越靠前，這樣兩部分的判斷規則是相反的，無法簡單把兩者合成一起成爲用戶的score
• 但是我們可以逆向思維，可以用同一個足夠大的數MAX減去時間戳，時間戳越小，則得到的差值越大，這樣我們就可以把score的結構改爲：分數+''+(MAX-時間戳)，這樣就能滿足我們的需求了
• 如果使用整數作爲score，有一點需要注意的是，js中最大的整數爲：

Math.pow(2, 53) - 1 // 9007199254740991 ,16位數

時間戳已經佔用了13位數了，因此留給我們保存用戶的真正分數的只剩下3位數了

所以最好使用雙精度浮點數類型作爲score

因此，最好的score結構爲：分數+'.'+時間戳，變爲浮點數

場景二：用戶完成遊戲時間最短，排行越前面，如果完成遊戲時間相同情況下，先達到該記錄的用戶排前面

此場景下，我們也需要更改用戶的score構成，具體思路如下：

• 完成遊戲時間相同，用戶完成遊戲的時間戳也加入到score值的構成中
• 遊戲時間相同，先達到該記錄用戶排前面，即遊戲所得分數相同的情況下，時間戳越小，越排前
• 遊戲時間越小越靠前，而時間戳越小也越靠前，這樣兩部分的判斷規則是一致的，我們可以把兩者合一起拼湊成score：分數+'.'+時間戳 即可
• 則用戶score越小，用戶排名越前