Redis怎么實(shí)現(xiàn)排行榜及相同積分按時(shí)間排序功能

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不考慮積分相同

Redis的Sorted Set是String類型的有序集合。集合成員是唯一的，這就意味著集合中不能出現(xiàn)重復(fù)的數(shù)據(jù)。

每個(gè)元素都會(huì)關(guān)聯(lián)一個(gè)double類型的分?jǐn)?shù)。redis正是通過(guò)分?jǐn)?shù)來(lái)為集合中的成員進(jìn)行從小到大的排序。

有序集合的成員是唯一的，但分?jǐn)?shù)(score)卻可以重復(fù)。

下面先不考慮積分相同的情況，實(shí)現(xiàn)排行榜：

// 準(zhǔn)備數(shù)據(jù)，其中value為每個(gè)隊(duì)伍的ID，score為隊(duì)伍的貢獻(xiàn)值
> zadd z1 5 a 6 b 1 c 2 d 10 e
(integer) 5

// 分頁(yè)查詢排行榜所有的隊(duì)伍和貢獻(xiàn)值，要使用zrevrange，而不是zrange，貢獻(xiàn)值越大越排在前面
> zrevrange z1 0 2 withscores
1) "e"
2) "10"
3) "b"
4) "6"
5) "a"
6) "5"

// 增加某個(gè)隊(duì)伍的貢獻(xiàn)值
> zincrby z1 3 d
"5"
> zincrby z1 4 c
"5"

// 查詢排行榜所有的隊(duì)伍
> zrevrange z1 0 -1 withscores
 1) "e"
 2) "10"
 3) "b"
 4) "6"
 5) "d"
 6) "5"
 7) "c"
 8) "5"
 9) "a"
10) "5"

// 查詢某個(gè)隊(duì)伍的排名
> zrevrank z1 d
(integer) 2

Redis默認(rèn)實(shí)現(xiàn)是相同分?jǐn)?shù)的成員按字典順序排序（09，AZ，a~z），上面使用的是zrevrange，所以是倒序，所以相同分?jǐn)?shù)排序就不能根據(jù)時(shí)間優(yōu)先來(lái)排序。

積分相同按時(shí)間排序，排名唯一

在上面的實(shí)現(xiàn)中，如果兩個(gè)隊(duì)伍的貢獻(xiàn)值相同，也就是積分值相同，無(wú)法根據(jù)時(shí)間的先后進(jìn)行排行。

所以需要設(shè)計(jì)一個(gè)分?jǐn)?shù) = 貢獻(xiàn)值 + 時(shí)間戳 ，誰(shuí)分?jǐn)?shù)大誰(shuí)排前面，最后還要能根據(jù)分?jǐn)?shù)能解析出來(lái)貢獻(xiàn)值。

設(shè)計(jì)1

使用整型存儲(chǔ)分?jǐn)?shù)值，redis中score本身是一個(gè)double類型，能精確存儲(chǔ)的最大整型數(shù)字為2^53=9007199254740992（16位）。而精確到毫秒的時(shí)間戳需要13位，此時(shí)留給存儲(chǔ)貢獻(xiàn)值只有3位數(shù)了，當(dāng)前如果時(shí)間只要精確到秒，只需要10位，這樣留給貢獻(xiàn)值就有6位。

整體設(shè)計(jì)：高3位表示貢獻(xiàn)值，低13位表示時(shí)間戳。

如果我們簡(jiǎn)單地把score結(jié)構(gòu)由：貢獻(xiàn)值 * 10^13 + 時(shí)間戳 拼湊，因?yàn)榉謹(jǐn)?shù)越大越靠前，而時(shí)間戳越小則越靠前，這樣兩部分的判斷規(guī)則是相反的，無(wú)法簡(jiǎn)單把兩者合成一起成為score。

但是我們可以逆向思維，可以用同一個(gè)足夠大的數(shù)Integer.MAX減去時(shí)間戳，時(shí)間戳越小，則得到的差值越大，這樣我們就可以把score的結(jié)構(gòu)改為：貢獻(xiàn)值 * 10^13 + (Integer.MAX-時(shí)間戳)，這樣就能滿足我們的需求了。

設(shè)計(jì)2

由于redis的score值是double類型，可以使用整數(shù)部分存儲(chǔ)貢獻(xiàn)值，小數(shù)部分存儲(chǔ)時(shí)間戳，同樣時(shí)間戳的部分使用一個(gè)最大值減去它。

這樣，整體設(shè)計(jì)變?yōu)椋?code>分?jǐn)?shù)=貢獻(xiàn)值 + (Integer.MAX-時(shí)間戳) * 10^-13

弊端：由于分?jǐn)?shù)值是由兩個(gè)變量來(lái)計(jì)算得出，所以在給隊(duì)伍增加貢獻(xiàn)值時(shí)，無(wú)法簡(jiǎn)單的使用之前的zincrby來(lái)改變score的值了，這樣在并發(fā)情況下為隊(duì)伍增加貢獻(xiàn)值就會(huì)導(dǎo)致score值不準(zhǔn)確。

錯(cuò)誤情況模擬：

假設(shè)現(xiàn)在隊(duì)伍A的貢獻(xiàn)值為10隊(duì)伍A中的隊(duì)員X為隊(duì)伍增加貢獻(xiàn)值1，在程序中算出score為11.xxx隊(duì)伍A中的隊(duì)員Y為隊(duì)伍增加貢獻(xiàn)值1，在程序中算出score為11.yyy隊(duì)伍A中的隊(duì)員X調(diào)用redis的zadd命令設(shè)置隊(duì)伍的貢獻(xiàn)值為11.xxx隊(duì)伍A中的隊(duì)員Y調(diào)用redis的zadd命令設(shè)置隊(duì)伍的貢獻(xiàn)值為11.yyy最后算出隊(duì)伍A的貢獻(xiàn)值為11，無(wú)法保證增加貢獻(xiàn)值這一個(gè)操作的原子性。

此時(shí)需要借助lua腳本來(lái)保證計(jì)算和設(shè)置貢獻(xiàn)值這兩個(gè)操作的原子性：

// 其中KEYS[1]為排行榜key，KEYS[2]為隊(duì)伍ID
// 其中ARGV[1]為增加的貢獻(xiàn)值，ARGV[2]為Integer.MAX-時(shí)間戳
local score = redis.call('zscore', KEYS[1], KEYS[2]) 
if not(score) then
	score=0 
end 
score=math.floor(score) + tonumber(ARGV[1]) + tonumber(ARGV[2]) 
redis.call('zadd', KEYS[1], score, KEYS[2]) return 1

由于redis中無(wú)法使用時(shí)間函數(shù)，所以(Integer.MAX-時(shí)間戳) * 10^-13部分由腳本外程序計(jì)算好傳入。

分頁(yè)查詢排行榜，查詢隊(duì)伍的排名等功能都可以繼續(xù)使用上面的命令。

積分相同按時(shí)間排序，并列排名

所謂并列排行榜，就是存在相同排名情況的排行榜。

我們期望的結(jié)果如下表：

當(dāng)然現(xiàn)實(shí)中也有排名不跳過(guò)的情況，我這里考慮的是排名跳過(guò)的情況。

redis中score的設(shè)計(jì)還是采用上面的分?jǐn)?shù)=貢獻(xiàn)值 + (Integer.MAX-時(shí)間戳) * 10^-13，只是在查詢排名時(shí)需要進(jìn)行計(jì)算。

比如要查上表中隊(duì)伍b的排名，思路如下：

• 首先查到隊(duì)伍b的score

• 再查到跟隊(duì)伍b的score的整數(shù)部分相同（也就是貢獻(xiàn)值一樣），排在第一個(gè)的隊(duì)伍的value（隊(duì)伍ID）

• 根據(jù)上一步得到的隊(duì)伍ID查詢此隊(duì)伍的排名就是隊(duì)伍b的排名

使用命令實(shí)現(xiàn)上面的步驟如下：

> zscore 排行榜key teamId
> zrevrangebyscore(排行榜key, 上一步得到的score+1, 上一步得到的score, limit, 0 , 1)
> zrevrank(排行榜key, 上一步得到的teamId)

為了性能考慮，可以使用下面的腳本一次查出來(lái)：

// KEYS[1]表示排行榜key
// KEYS[2]表示要查詢的隊(duì)伍的ID
local rank = 0 
local score = redis.call('zscore', KEYS[1], KEYS[2]) 
if not(score) then
    score=0 
else 
    score=math.floor(score) 
    local firstScore = redis.call('zrevrangebyscore', KEYS[1], score+1, score, 'limit', 0, 1) 
    rank=redis.call('zrevrank', KEYS[1], firstScore[1]) 
end 
return {score,rank}

下面附上分頁(yè)查詢排行榜的腳本，假如一頁(yè)10條，不用下面的腳本需要查詢10次上面的腳本，如果連上面的腳本都沒(méi)有使用的話就要查詢30次redis。

// 排行榜key
// ARGV[1]分頁(yè)起始偏移
// ARGV[2]分頁(yè)結(jié)束偏移
local list = redis.call('zrevrange', KEYS[1], ARGV[1], ARGV[2], 'withscores') 
local result={} 
local i = 1 
for k,v in pairs(list) do 
    if k%2 == 0 then 
        local teamId = list[k-1] 
        local score = math.floor(v) 
        local firstScore = redis.call('zrevrangebyscore', KEYS[1], score+1, score, 'limit', 0, 1) 
        local rank=redis.call('zrevrank', KEYS[1], firstScore[1]) 
        local l = {teamId=teamId, contributionValue=score, teamRank=rank+1} 
        result[i] = l i = i + 1 
    end 
end 
return cjson.encode(result)

此腳本使用了cjson庫(kù)，返回的是一個(gè)json。

到此，關(guān)于“Redis怎么實(shí)現(xiàn)排行榜及相同積分按時(shí)間排序功能”的學(xué)習(xí)就結(jié)束了，希望能夠解決大家的疑惑。理論與實(shí)踐的搭配能更好的幫助大家學(xué)習(xí)，快去試試吧！若想繼續(xù)學(xué)習(xí)更多相關(guān)知識(shí)，請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注億速云網(wǎng)站，小編會(huì)繼續(xù)努力為大家?guī)?lái)更多實(shí)用的文章！