Redis有序集合(zset)介绍及实现排行榜

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#redis #数据库

Redis有序集合(zset)

Redis 的有序集合（Sorted Set）是一种特殊的数据结构，它结合了集合和有序列表的特点，以下是对其的详细介绍：

一、数据结构特点

1. 元素的唯一性与有序性
  • 有序集合中的每个元素都是唯一的，就像普通集合一样。但是，与普通集合不同的是，有序集合中的元素是按照一个特定的分数（score）进行排序的。
  • 这个分数可以是整数或浮点数，用于确定元素在集合中的位置。分数越小，元素在集合中的位置越靠前；分数越大，元素在集合中的位置越靠后。
2. 高效的存储和查询
  • Redis 对有序集合的存储和查询操作进行了高度优化，使得在大规模数据下也能保持高效的性能。
  • 插入、删除和查找操作的时间复杂度通常为 O (log (N))，其中 N 是有序集合中的元素数量。
3. 范围查询
  • 可以方便地进行范围查询，即获取分数在某个范围内的元素。例如，可以查询分数大于等于某个值且小于等于另一个值的所有元素。
  • 这种范围查询在很多场景下非常有用，比如获取排行榜中的某个区间的元素。

二、应用场景

1. 排行榜系统
  • 这是有序集合最常见的应用场景之一。例如，可以将用户的得分作为分数，用户 ID 作为元素存储在有序集合中，从而轻松实现用户排行榜。
  • 在你的提供的代码中，就用有序集合来存储商品的销量排行榜，商品的总销量作为分数，商品 ID 作为元素，通过这种方式可以快速获取销量排名靠前的商品。
  • 可以方便地更新用户得分，当用户的得分发生变化时，只需要更新对应元素的分数即可，Redis 会自动调整元素在有序集合中的位置。
2. 时间序列数据存储
  • 如果将时间戳作为分数，可以将有序集合用于存储时间序列数据。例如，可以存储传感器的读数、日志事件等按时间顺序排列的数据。
  • 这样可以方便地进行时间范围查询，获取特定时间段内的数据。
3. 优先级队列
  • 可以将任务的优先级作为分数，任务的标识符作为元素，实现优先级队列。高优先级的任务会排在前面，可以更快地被处理。
  • 当有新任务加入时，根据其优先级将其插入到有序集合中。当需要处理任务时，从有序集合中取出分数最小（即优先级最高）的元素进行处理。

三、操作方法

1. 添加元素
  • 使用ZADD命令可以向有序集合中添加一个或多个元素，并为每个元素指定一个分数。例如：redisClient.ZAdd(ctx, key, &redis.Z{Score: score, Member: member})。
  • 如果元素已经存在于有序集合中，ZADD命令会更新该元素的分数，并相应地调整元素在有序集合中的位置。
2. 获取元素
  • 使用ZRANGE或ZREVRANGE命令可以获取有序集合中的元素。ZRANGE按照分数从小到大的顺序返回元素，而ZREVRANGE按照分数从大到小的顺序返回元素。
  • 可以指定返回元素的范围，例如获取前 N 个元素：redisClient.ZRevRangeWithScores(ctx, key, 0, int64(n - 1)).Result()，这在排行榜等场景中非常有用。
3. 删除元素
  • 使用ZREM命令可以从有序集合中删除一个或多个元素。例如：redisClient.ZRem(ctx, key, member1, member2,…)。
4. 范围查询
  • 使用ZRANGEBYSCORE或ZREVRANGEBYSCORE命令可以进行范围查询，获取分数在某个范围内的元素。例如：redisClient.ZRangeByScoreWithScores(ctx, key, &redis.ZRangeBy{Min: minScore, Max: maxScore}).Result()。
5. 获取元素的分数
  • 使用ZSCORE命令可以获取某个元素在有序集合中的分数。例如：redisClient.ZScore(ctx, key, member).Result()。

场景需求

思路及步骤:

用redis实现条件为昨日销量的榜单,每天晚上1:00定时读取mysql数据库中的商品订单数据 并展示榜单
1.每天1:00同步数据(定时任务)
从mysql数据库中查询昨日的商品订单,
将计算好的昨日数据存储到redis有序集合中
设置过期时间为一天
2.redis获取排序后的昨日销量列表

示例代码:
package main

import (
    "context"
    "fmt"
    "log"
    "strconv"
    "sync"
    "time"

    "github.com/go-redis/redis/v8"
    "gorm.io/driver/mysql"
    "gorm.io/gorm"
)

var ctx = context.Background()
var redisClient *redis.Client
var db *gorm.DB
var mu sync.Mutex

// Product 商品结构体
type Product struct {
    gorm.Model
    Name  string  `gorm:"comment:商品名称"`
    Price float64 `gorm:"comment:商品价格"`
    Sales int     `gorm:"comment:商品销量"`
}

// Order 订单结构体
type Order struct {
    gorm.Model
    ProductID string `gorm:"comment:商品ID"`
    Quantity  int    `gorm:"comment:商品数量"`
    OrderDate string `gorm:"comment:订单日期"`
}

// 从 MySQL 获取昨日订单数据（按时间戳查询）
func getYesterdayOrdersFromMySQL() (map[string]int, error) {
    // 加互斥锁，确保在该函数执行期间数据的一致性
    mu.Lock()
    defer mu.Unlock()

    // 获取昨天的日期
    yesterday := time.Now().AddDate(0, 0, -1)
    // 获取昨天凌晨的时间戳
    startTimestamp := time.Date(yesterday.Year(), yesterday.Month(), yesterday.Day(), 0, 0, 0, 0, yesterday.Location()).Unix()
    // 获取今天凌晨的时间戳
    endTimestamp := time.Date(yesterday.AddDate(0, 0, 1).Year(), yesterday.AddDate(0, 0, 1).Month(), yesterday.AddDate(0, 0, 1).Day(), 0, 0, 0, 0, yesterday.Location()).Unix()
    log.Printf("查询时间范围：从 %d 到 %d", startTimestamp, endTimestamp)
    log.Println("开始查询 MySQL 数据库")

    // 定义一个切片用于存储查询结果
    var orders []Order
    // 使用 Gorm 查询数据库表
    result := db.Model(&Order{}).
       Select("product_id, SUM(quantity) as quantity").
       Where("order_date >=? AND order_date <?", startTimestamp, endTimestamp).
       Group("product_id").
       Find(&orders)
    if result.Error != nil {
       // 如果查询过程中有错误，打印错误信息并返回错误
       log.Println("从 MySQL 获取昨日销售数据失败：", result.Error)
       return nil, result.Error
    }
    log.Printf("查询到 %d 条数据", len(orders))
    log.Println("查询 MySQL 数据库完成")

    // 创建一个映射用于存储商品 ID 和总数量
    salesData := make(map[string]int)
    for _, order := range orders {
       // 将每个商品的总数量存储到映射中
       salesData[order.ProductID] = order.Quantity
    }

    return salesData, nil
}

// 更新昨日销量榜单异步处理函数
func updateYesterdaySalesListAsync() {
    for {
       // 这里可以处理实时订单数据更新，如果你有实时订单数据流入的话
       time.Sleep(time.Second)
    }
}

// 从数据库更新昨日销量榜单到 Redis，并设置一天后过期
func updateYesterdaySalesListFromDatabase() {
    log.Println("开始更新 Redis 榜单")
    // 从 MySQL 获取昨日订单数据
    yesterdaySalesData, err := getYesterdayOrdersFromMySQL()
    if err != nil {
       log.Println("从 MySQL 获取昨日销售数据失败：", err)
       return
    }
    // 创建临时键
    tempKey := "yesterday_sales_list_temp"
    // 删除原有的榜单键和临时键
    redisClient.Del(ctx, "yesterday_sales_list")
    redisClient.Del(ctx, tempKey)
    for productID, salesQuantity := range yesterdaySalesData {
       // 将商品 ID 和总数量添加到 Redis 的临时键中
       redisClient.ZAdd(ctx, tempKey, &redis.Z{
          Score:  float64(salesQuantity),
          Member: productID,
       })
    }
    // 将临时键重命名为正式的榜单键
    redisClient.Rename(ctx, tempKey, "yesterday_sales_list")
    // 设置榜单一天后过期
    redisClient.Expire(ctx, "yesterday_sales_list", time.Hour*24)
    log.Println("更新 Redis 榜单完成")
}

// 获取昨日销量前 N 的商品函数
func getTopNYesterdaySales(n int) []Product {
    results, err := redisClient.ZRevRangeWithScores(ctx, "yesterday_sales_list", 0, int64(n-1)).Result()
    if err != nil {
       log.Println("查询榜单数据失败：", err)
       return nil
    }
    topNProducts := make([]Product, len(results))
    for i, item := range results {
       productID := item.Member.(string)
       productIDInt, _ := strconv.Atoi(productID)
       // 假设商品详细信息存储在哈希结构中，键为 product_info
       productInfo, err := redisClient.HGetAll(ctx, "product_info_"+productID).Result()
       if err != nil {
          log.Println("查询商品详细信息失败：", err)
          continue
       }
       price, _ := strconv.ParseFloat(productInfo["price"], 64)
       sales, _ := strconv.Atoi(item.Member.(string))
       // 根据新的商品结构体创建商品对象
       topNProducts[i] = Product{
          Model: gorm.Model{ID: uint(productIDInt)},
          Name:  productInfo["name"],
          Price: price,
          Sales: sales,
       }
    }
    return topNProducts
}

func main() {
    // 连接 Redis
    redisClient = redis.NewClient(&redis.Options{
       Addr:     "localhost:6379",
       Password: "",
       DB:       0,
    })

    // 连接 MySQL 使用 Gorm
    var err error
    dsn := "root:123456@tcp(127.0.0.1:3306)/demo?charset=utf8mb4&parseTime=True&loc=Local"
    db, err = gorm.Open(mysql.Open(dsn), &gorm.Config{})
    if err != nil {
       log.Fatal("连接数据库失败：", err)
    }

    // 创建数据库表（如果不存在）
    err = db.AutoMigrate(&Product{}, &Order{})
    if err != nil {
       log.Fatal("创建数据库表失败：", err)
    }

    // 启动异步更新任务
    go updateYesterdaySalesListAsync()

    // 每天 15:17 执行从数据库更新榜单任务
    go func() {
       for {
          now := time.Now()
          targetTime := time.Date(now.Year(), now.Month(), now.Day(), 1, 0, 0, 0, now.Location())
          if now.Before(targetTime) {
             log.Println("等待到今天的 1:00")
             time.Sleep(targetTime.Sub(now))
          } else {
             targetTime = targetTime.AddDate(0, 0, 1)
             log.Println("等待到明天的 1:00")
             time.Sleep(targetTime.Sub(now))
          }
          updateYesterdaySalesListFromDatabase()
       }
    }()

    // 展示榜单
    topNProducts := getTopNYesterdaySales(5)
    for _, product := range topNProducts {
       fmt.Println(product)
    }

    // 主程序运行，阻塞主线程
    select {}
}
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zset提供了丰富的命令来操作队列，使得队列的管理变得简单。性能卓越：由于Redis是基于内存的数据存储，因此其操作速度极快，特别适合于高并发场景。灵活扩展：除了基本的队列功能外，我们还可以根据具体需求对队列进行定制，如实现优先级队列、延时队列等。综上所述，Redis有序集合zset是设计排队队列的一个非常好的选择，主要是由于zset自带权重，可以动态改变队列元素的排序位置，而且在查询都是已经处理好顺序。​
Chapter 10.利用Redis Zset实现双维度排行榜
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欢迎来到，关注不迷路。
排行榜实战演练--redis的zset实现
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实时处理思路： redis实现排行榜 zset zset实现原理，跳跃表，自己说不好，百度谷歌吧 先用小例子模拟一下，然后体验它的威力之后，请看后面实践演练 小例子 添加用户分数到zset中 zadd class_score 89 lisi zadd class_score 60 zhangsan zadd class_score 77 wangwu zadd class_score 9...
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12-15
前言 游戏中存在各种各样的排行榜，比如玩家的等级排名、分数排名等。玩家在排行榜中的名次是其实力的象征，位于榜单前列的玩家在虚拟世界中拥有无尚荣耀，所以名次也就成了核心玩家的追求目标。 一个典型的游戏排行榜包括以下常见功能： 能够记录每个玩家的分数； 能够对玩家的分数进行更新； 能够查询每个玩家的分数和名次； 能够按名次查询排名前N名的玩家； 能够查询排在指定玩家前后M名的玩家。 更进一步，上面的操作都需要在短时间内实时完成，这样才能最大程度发挥排行榜的效用。 由于一个玩家名次上升x位将会引起x+1位玩家的名次发生变化（包括该玩家），如果采用传统数据库（比如MySQL）来
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一.写在前面 最近做完直播的基础功能后，又多了很多相关的需求，其中有一个就是直播间分享榜单的功能，顾名思义就是：分享本直播间并成功拉用户进来的数量做一个排行。比如我分享了这个直播间，别人通过我分享的直播间链接点进来，那么这个人就是我邀请来的，我总共邀请了10个人，你总共邀请了6个人，他总共邀请了11个人。实时排名就是他>我>你。 简单介绍了一下功能，其实就是个根据某个权重值做排行榜的功能。 二.介绍redis的zset 这里就不说具体的zset实现了(我太菜，不敢放肆，等我牛逼了我再写zs
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springboot操作redis种zset数据类型，实现日榜、周榜排行。本篇将引导大家实现高性能排行榜。
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redis有序集合zset与普通集合set非常相似，是一个没有重复元素的字符串集合。 不同之处是有序集合的每个成员都关联了一个评分（score），这个评分（score）被用来按照从最低分 到最高分的方式排序集合中的成员。 集合的成员是唯一的，但是评分是可以重复的。 因为元素是有序的，所以你可以很快的根据评分（score）或者次序（position）来获取一个范围的元 素。 访问有序集合中的中间元素也是非常快的，因为你能够使用有序集合作为一个没有重复成员你的智能列 表。 zadd：添加元素 zrange：s
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本项目针对Java语言，实现了高效利用Redis有序集合ZSet的数据操作，并提供两种特化版本：Long2ObjectZSet和Object2LongZSet，它们专为优化拆装箱性能而设计。拆装箱是Java中的一个常见操作，涉及基本数据类型和它们...
基于redis的zset实现排行榜
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Sun Frame 是我个人开源的一款基于 SpringBoot 的轻量级框架，专为中小型企业设计。它提供了一种快速、简单且易于扩展的开发方式。
Redis 有序集合【实现排行榜】
沈明沅
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通过 Redis 的 Sorted Set 实现实时排行榜，不仅操作简单、效率高，而且非常适合处理高并发的场景。将用户的分数与排名存储在 Redis 中，结合 MySQL 进行数据的持久化存储，可以在保证性能的同时确保数据的可靠性。
redis之有序集合类型（Zset）——排行榜的实现
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03-21 2287
原文：https://blog.youkuaiyun.com/loophome/article/details/50373202 Redis有序集合和Redis集合类似，是不包含 相同字符串的合集。它们的差别是，每个有序集合 的成员都关联着一个评分，这个评分用于把有序集 合中的成员按最低分到最高分排列。 使用有序集合，你可以非常快地（O(log(N))）完成添加，删除和更新元素的操作。 因为元素是在插入时...
Redis数据结构与命令 有序集合（Sorted Set）排行榜、优先级队列
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使用 Redis Zset 有序集合实现排行榜功能（SpringBoot环境）
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