redis zset做排行榜

• 引子

直播运营活动中经常会有这样的需求，根据用户送礼情况做排名。这个排行榜具有以下特点：

1. 用户每次请求会返回用户的排名
2. 送礼金额越多粉丝排名越靠前
3. 相同金额送礼越早越靠前
4. 排行榜会随着粉丝送礼变化而不断变化

• 排行榜的实现方式

表结构

CREATE TABLE `user` (
  `id` int(10) NOT NULL COMMENT '编号',
  `uid` varchar(32) NOT NULL COMMENT '用户',
  `coin` int(10) NOT NULL COMMENT '用户送出金额',
  `create_time` datetime NOT NULL COMMENT '创建时间',
  `update_time` datetime NOT NULL COMMENT '更新时间',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `uid` (`uid`)
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='用户表';

1. sql查询

EXPLAIN SELECT
    *
FROM
    (
        SELECT
            @rank := @rank + 1 AS rank,
            s.uid AS uid,
            s.coin AS coin
        FROM
            `user` s,
            (SELECT @rank := 0) r
        ORDER BY
            coin DESC,
            create_time
    ) q
WHERE
    q.uid = 'xiaoming';

根据 select @rank 与 user表结合起来作为一张有排名的新表，然后再从中找出某个用户的排名。这种方法的优点是简单，每次用户来请求，只要用这个SQL查一下即可；缺点是这个算是比较复杂的SQL，查起来太慢，每次都要全表查询，试了几次都要0.5s左右。用explain分析如下：

explain

2. user中添加rank字段

在user中添加rank字段，写个计划任务每隔2分钟全表扫描，然后更新rank名次字段。这个方法最残暴，但是也是最不可取的。首先会产生延迟，因为2分钟才更新一次名次，其次，每次都要更新全部数据，给数据库很大的压力，最后，计划任务更新数据的时候，用户送礼也在更新数据，稍微不注意就会出现脏读的情况。

3. 用Redis的zset数据结构

• ZSet实现排行榜

zset的相关api (PipelineCluster/Jedis)

1. 插入或者更新数据
   Long zadd(final String key, final double score, final String member)
   key : 排行榜的名字
   memeber : 用户
   score : 用户的分数
2. 获取用户分数
   Double zscore(String key, final String member)
3. 获取用户的排名
   Long zrevrank(final String key, final String member)：（score从大到小，从0开始，所以需要加1）
   Long zrank(final String key, final String member)：（score从小到大，从0开始，所以需要加1）
4. 获取某个范围内的用户排名
   Set<Tuple> zrevrangeWithScoresBytes(String key, final long start, final long end) （从大到小）
   Set<Tuple> zrangeWithScoresBytes(String key, final long start, final long end) （从小到大）
   start ： 开始排名
   end ： 结束排名
   Tuple :

public class Tuple implements Comparable<Tuple> {
    // 用户
    private byte[] element;
    //分数
    private Double score;
}

比如我们想查1-10的排名，我们可以zrevrangeWithScoresBytes(key, 0, 9)

排行榜的实现

1. 简单
   简单的排行榜就是每次用户信息更新后，把用户uid和用户coin都更新到zset中，这个的好处是比较简单，有一点不好的就是他不能实现先到先得，即先相同金额送礼越早越靠前。
2. 较复杂（可实现先到先得）

• 较复杂的zset和简单的不同的是score存的不仅仅是用户的coin，而是用户coin 和时间戳(秒)ts的组合。为了实现先到先得的zset，可设置存进去的score = (coin * 10000000000(十次方)) + (100000000000(十一次方) - ts)。
• 表面上好像是解决了先到先得这个难题，但是实际上这样子还不是最优解，因为存进去的score长度是有限的，据我所测，好像是18位数左右，除掉时间戳10位以后，只能存8位的coin了。这很明显还不够。那该怎么办呢？
• 我们缩短一下coin或者ts的长度不就OK了吗？首先coin是改不了的，因为这是核心数据，所以能够下手的就只有ts了。ts这个时间戳，其实包括了年月日分时秒，某一段相近时间内，他们的ts前几位都是相同的。比如2018-08-01 00:00:00 的时间戳为1533052800, 2018-09-01 00:00:00 的时间戳为1535731200,相隔一个月的两个时间，他们的前三位都是相同的，所以我们只需要取后面7位参与计算即可。取多少位取决于我们的活动要举办多久。我们根据开始时间和结束时间的时间戳，取出不同部分参与计算。
• 如果ts被我们压缩到了3位，也就是说我们的coin可以增加三位 11位的coin差不多人民币亿元起，我们欢迎砸钱超过10亿的土豪让我们的程序出现bug。
• 以下是对coin转score的封装：

    /**
     * 将coin加密成可以存在zset的值，实际上就是 coin * 10000000 + now % 10000000
     * @param coin
     * @return
     */
    public static Double encrypt(Long coin){
        Long value = coin * KEY + (KEY - DateUtil.getInt() % KEY);
        return value.doubleValue();
    }

    /**
     * 将zset的值转成long型的coin
      * @param value
     * @return
     */
    public static Long decrypt(Double value){
        Double coin = value / KEY;
        return coin.longValue();
    }