redis 排行榜应用

我分享这个主要是因为 redis 的排行榜思路很赞

排行榜功能是一个很普遍的需求。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。

一般排行榜都是有实效性的,比如“用户积分榜”。如果没有实效性一直按照总榜来排,可能榜首总是几个老用户,对于新用户来说,那真是太令人沮丧了。

首先,来个“今日积分榜”吧,排序规则是今日用户新增积分从多到少。

那么用户增加积分时,都操作一下记录当天积分增加的有序集合。
假设今天是 2015 年 04 月 01 日,UID 为 1 的用户因为某个操作,增加了 5 个积分。
Redis 命令如下:

import redis
REDIS_RANK_POOL = {
    'host': '127.0.0.1',
    'port': 6379,
    'db': 1,
    'decode_responses': True
}
# redis 默认有16个库,编号为:0~15,这里使用的db 是1 号库,若不指定,使用默认0号库
p = redis.Redis(connection_pool=REDIS_RANK_POOL)
c = p.pipeline()

c.zincrby('rank:20150401', 1, 5)
c.execute()

假设还有其他几个用户也增加了积分:

c.zincrby('rank:20150401', 2, 1)
c.zincrby('rank:20150401', 3, 10)
c.execute()

看看现在有序集合 rank:20150401 中的数据(withscores 参数可以附带获取元素的 score):

c.zrevrange('rank:20150401', 0, -1, withscores=True)
c.execute()

[[('3', 10),
  ('1', 5),
  ('2', 1)]]
# 这里有[[]]这种结构是因为我用了管道,

按照分数从高到低,获取 top10:

c.zrevrange('rank:20150401', 0, 9, withscores=True)
c.execute()

[[('3', 10),
  ('1', 5),
  ('2', 1)]]

因为只有三个元素,所以就查询出了这些数据。


下面的内容我没有测试,有时间再试试吧,但是思路很好

利用并集实现多天的积分总和,实现“上周积分榜”:

ZUNIONSTORE rank:last_week 7 rank:20150323 rank:20150324 rank:20150325 rank:20150326 rank:20150327 rank:20150328 rank:20150329 WEIGHTS 1 1 1 1 1 1 1

这样就将 7 天的积分记录合并到有序集合 rank:last_week 中了。权重因子 WEIGHTS 如果不给,默认就是 1。为了不隐藏细节,特意写出。 那么查询上周积分榜 Top10 的信息就是:

ZREVRANGE rank:last_week  0 9 withscores

“月度榜”、“季度榜”、“年度榜”等等就以此类推。

最近在使用redis,有另一种配置以及使用如下:

import redis

r = redis.Redis()
_conn = r.from_url('redis://localhost:6379/2')
pipe = cls._conn.pipeline()
pipe.get("1:2:3")
tt = pipe.execute()
tt = tt[0]
print(tt)

一个redis配置信息是字典(key,value)的,一个是字符串形式的,实现上略微有些不同

### 三、基础排行榜实现 Redis 的有序集合(Sorted Set)是实现排行榜功能的核心数据结构。有序集合通过自动排序、高效的排名查询以及灵活的分数更新机制,能够轻松实现各种类型的排行榜功能。在实际应用中,可以基于这些特性构建简单的积分排行榜或多维度排行榜[^1]。 #### 3.1 简单积分排行榜 通过 `ZADD` 命令可以将用户及其对应的分数插入到有序集合中。Redis 会根据分数自动排序,并支持通过 `ZRANK` 或 `ZREVRANK` 查询用户的排名,使用 `ZSCORE` 获取用户的分数。 ```redis ZADD leaderboard 1500 user1 ZADD leaderboard 1200 user2 ZADD leaderboard 1800 user3 ``` 查询用户排名: ```redis ZRANK leaderboard user1 ``` 获取用户分数: ```redis ZSCORE leaderboard user1 ``` 获取排行榜前10名: ```redis ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES ``` #### 3.2 多维度排行榜 多维度排行榜通常需要维护多个有序集合,例如按日、周、月分别记录用户积分。通过不同的 key 来区分不同的排行榜维度。例如,可以使用 `rank:employee:广东省:2022-09-01` 来存储某一天的员工积分排名[^4]。 ```redis ZADD rank:2023-10-01 10 user1 ZADD rank:2023-10-01 8 user2 ZADD rank:2023-10-01 5 user3 ``` 查询某天排行榜前10名: ```redis ZREVRANGE rank:2023-10-01 0 9 WITHSCORES ``` ### 四、进阶排行榜方案 #### 4.1 分段排行榜 在超大排行榜场景下,可以通过分段的方式将数据拆分到多个有序集合中,例如按用户ID分片。通过 `ZUNIONSTORE` 或 `ZINTERSTORE` 可以合并多个分片的数据,从而实现全局排名[^2]。 合并多个排行榜: ```redis ZUNIONSTORE combined_rank 2 rank:shard1 rank:shard2 AGGREGATE SUM ``` #### 4.2 实时增量排行榜 实时排行榜需要支持快速更新和查询。Redis 的 `ZINCRBY` 命令可以高效地对用户分数进行增量更新,适用于实时变化的排行榜场景。 ```redis ZINCRBY leaderboard 10 user1 ``` ### 五、性能优化技巧 #### 5.1 内存优化 Redis 作为内存数据库,需注意内存使用效率。可以使用 `ZIPLIST` 编码优化小规模有序集合的内存占用。通过配置 `zset-max-ziplist-entries` 和 `zset-max-ziplist-value` 可以控制有序集合的编码方式。 #### 5.2 查询优化 对于高频查询的排行榜,可使用缓存机制减少对 Redis 的直接访问。例如,将排行榜的前100名缓存到本地内存中,定期刷新数据[^2]。 ### 六、实际应用案例 #### 6.1 游戏积分榜实现 游戏排行榜通常需要支持实时更新和查询。通过 Redis 的有序集合可以轻松实现玩家积分的更新和排名查询。 ```redis ZINCRBY game_leaderboard 100 player1 ZRANK game_leaderboard player1 ``` #### 6.2 电商销量排行榜 电商销量排行榜需要按商品类别或时间维度进行统计。可以通过多个有序集合分别存储不同类别的销量数据,再通过 `ZUNIONSTORE` 进行合并。 ```redis ZADD sales:electronics 500 product1 ZADD sales:clothing 300 product2 ZUNIONSTORE total_sales 2 sales:electronics sales:clothing AGGREGATE SUM ``` ### 六、常见问题解决方案 #### 6.1 相同分数排序问题 当多个用户得分相同时,默认情况下 Redis 会按照字典顺序进行排序。如果需要自定义排序逻辑,可以在业务层进行额外处理,例如结合时间戳或其他权重因素。 #### 6.2 排行榜数据持久化 由于 Redis 是内存数据库,需通过持久化机制确保排行榜数据不会丢失。可以启用 AOF(Append Only File)持久化方式,确保数据的持久性[^3]。 #### 6.3 超大排行榜优化 对于超大规模的排行榜,可以通过分片、压缩数据结构、异步持久化等方式优化性能。例如,将排行榜拆分为多个分片存储,减少单个有序集合的大小,提高查询效率[^2]。 ---
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