redis实现一个排行榜功能

一、前言

相信在实际的开发过程中,大家都遇到过类似排行榜功能的需求,排行榜功能应该是一个很普遍的需求。

比如在一个比赛中,有上百万的玩家数据,名字和分数,并且还在实时的更新,如果现在需要你根据玩家的得分整理一个前20名的排行榜,实时的展示出来,你会怎么做呢?

你不可能 order by + limit 去实现吧?

select name,score from game_socre order by score desc limit 0,20  

这样既做不到实时,也需要不断的去查询,刷新,效率极低。

其实,使用 Redis 中有序集合的特性来实现排行榜是又好又快的选择。

二、redis sorts sets简介

Sorted Sets数据类型就像是set和hash的混合。与sets一样,Sorted Sets是唯一的,不重复的字符串组成。可以说Sorted Sets也是Sets的一种。

Sorted Sets是通过Skip List(跳跃表)和hash Table(哈希表)的双端口数据结构实现的,因此每次添加元素时,Redis都会执行O(log(N))操作。所以当我们要求排序的时候,Redis根本不需要做任何工作了,早已经全部排好序了。元素的分数可以随时更新。

三、编码实现

1、注入redisTemplate,声明一个常量 SCORE_RANK

    @Autowired
    private StringRedisTemplate redisTemplate;

    public static final String SCORE_RANK = "score_rank";

2、.新增默认排行数据

    /**
     * 批量新增
     */
    @Test
    public void batchAdd() {
    
    
        Set<ZSetOperations.TypedTuple<String>> tuples = new HashSet<>();
        long start = System.currentTimeMillis();
        for (int i = 0; i < 100 0000; i++) {
    
    
            DefaultTypedTuple<String> tuple = new DefaultTypedTuple<>("张三" + i, 1D + i);
            tuples.add(tuple);
        }
        System.out.println("循环时间:" +( System.currentTimeMillis() - start));
        Long num = redisTemplate.opsForZSet().add(SCORE_RANK, tuples);
        System.out.println("批量新增时间:" +(System.currentTimeMillis() - start));
        System.out.println("受影响行数:" + num);
    }


3、获取前20名(根据分数倒序)

    /**
     * 获取排行列表
     */
    @Test
    public void list() {
    
    

        Set<String> range = redisTemplate.opsForZSet().reverseRange(SCORE_RANK, 0, 20);
        System.out.println("获取到的排行列表:" + JSON.toJSONString(range));
        Set<ZSetOperations.TypedTuple<String>> rangeWithScores = redisTemplate.opsForZSet().reverseRangeWithScores(SCORE_RANK, 0, 20);
        System.out.println("获取到的排行和分数列表:" + JSON.toJSONString(rangeWithScores));
    }


4、新增李四的分数

    /**
     * 单个新增
     */
    @Test
    public void add() {
    
    
        redisTemplate.opsForZSet().add(SCORE_RANK, "李四", 8899);
    }


5、获取李四单人的排行

    /**
     * 获取单个的排行
     */
    @Test
    public void find(){
    
    
        Long rankNum = redisTemplate.opsForZSet().reverseRank(SCORE_RANK, "李四");
        System.out.println("李四的个人排名:" + rankNum);

        Double score = redisTemplate.opsForZSet().score(SCORE_RANK, "李四");
        System.out.println("李四的分数:" + score);
    }


6、统计分数之间有多少人

    /**
     * 统计两个分数之间的人数
     */
    @Test
    public void count(){
    
    
        Long count = redisTemplate.opsForZSet().count(SCORE_RANK, 8001, 9000);
        System.out.println("统计8001-9000之间的人数:" + count);
    }

7、获取集合的基数(数量大小)

    /**
     * 获取整个集合的基数(数量大小)
     */
    @Test
    public void zCard(){
    
    
        Long aLong = redisTemplate.opsForZSet().zCard(SCORE_RANK);
        System.out.println("集合的基数为:" + aLong);
    }

8、使用加法操作分数

    /**
     * 使用加法操作分数
     */
    @Test
    public void incrementScore(){
    
    
        Double score = redisTemplate.opsForZSet().incrementScore(SCORE_RANK, "李四", 1000);
        System.out.println("李四分数+1000后:" + score);
    }

这种适用于分数实时更新的场景,排名也会相应更新。

四、总结

在以上的例子中我们使用了单个新增,批量新增,获取前十,获取单人排名这些操作,但是redisTemplate还提供了更多的方法。

新增or更新

//单个新增or更新
Boolean add(K key, V value, double score);
//批量新增or更新
Long add(K key, Set<TypedTuple<V>> tuples);
//使用加法操作分数
Double incrementScore(K key, V value, double delta);

删除

删除提供了三种方式:通过key/values删除,通过排名区间删除,通过分数区间删除。

//通过key/value删除
Long remove(K key, Object... values);

//通过排名区间删除
Long removeRange(K key, long start, long end);

//通过分数区间删除
Long removeRangeByScore(K key, double min, double max);


查询

1.列表查询:分为两大类,正序和逆序。以下只列表正序的,逆序的只需在方法前加上reverse即可:

//通过排名区间获取列表值集合

Set<V> range(K key, long start, long end);

//通过排名区间获取列表值和分数集合
Set<TypedTuple<V>> rangeWithScores(K key, long start, long end);

//通过分数区间获取列表值集合
Set<V> rangeByScore(K key, double min, double max);

//通过分数区间获取列表值和分数集合
Set<TypedTuple<V>> rangeByScoreWithScores(K key, double min, double max);

//通过Range对象删选再获取集合排行
Set<V> rangeByLex(K key, Range range);

//通过Range对象删选再获取limit数量的集合排行
Set<V> rangeByLex(K key, Range range, Limit limit);


2.单人查询

可获取单人排行,和通过key/value获取分数。以下只列表正序的,逆序的只需在方法前加上reverse即可:

//获取个人排行
Long rank(K key, Object o);

//获取个人分数
Double score(K key, Object o);

统计
统计分数区间的人数,统计集合基数

//统计分数区间的人数
Long count(K key, double min, double max);

//统计集合基数
Long zCard(K key);


redis不仅仅只是作为缓存,它更是数据库,提供了许多的功能,我们都可以好好的利用。

在这里我使用redis来实现了世界杯积分排行的展示,无论是在批量更新或是获取个人排行等方便,都有着很高效率,也降低了对数据库操作的压力,达到了很好的效果。

有兴趣的同学,建议多看看源码,了解下redis封装的丰富的方法,对于排行榜功能的各种需求,基本都是可以实现的。

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