Redis实战 | 使用Redis 的有序集合（Sorted Set）实现排行榜功能，和Spring Boot集成
Redis 的有序集合（Sorted Set）是一个基于分数（score）排序的数据结构，它在 Redis 中非常重要，常用于实现排行榜、近似计数器等功能。
Redis 的有序集合（Sorted Set）是基于跳跃表（Skip List）实现的。跳跃表是一种高效的数据结构，其插入、删除和查找操作的平均时间复杂度都是 O(log n)，相对于平衡树（如红黑树）的实现要简单很多。跳跃表的结构类似于链表，每个节点除了保存元素值外，还包含一个指针数组，分别指向对应层次的下一个节点。这种多级指针的设计，使得跳表可以跨越多个节点进行快速搜索，同时保证跳表结构的高效性和简洁性。
有序集合的底层数据结构由哈希（Hash）和跳跃表组成。在哈希中，存储了元素及其关联的评分（分数）。每个元素都有一个唯一的评分，用于确定其在跳跃表中的位置。当需要对有序集合进行操作时，Redis 首先通过哈希表找到元素及其评分，然后通过跳跃表进行相应的操作。
以下是 Redis 有序集合（Sorted Set）的一些核心操作及其对应的核心代码分析：
添加元素（ZADD）：
有序集合中的元素添加操作是通过哈希表和跳跃表协同完成的。首先，Redis 将元素值和评分存储在哈希表中。然后，根据评分在跳跃表中找到对应的位置，并将新元素插入到该位置。
获取元素（ZRANGE、ZREVRANGE）：
有序集合中的获取元素操作主要依赖于跳跃表。ZRANGE 操作从跳跃表的头部开始，按照给定的评分范围返回符合条件的元素。ZREVRANGE 操作则从跳跃表的尾部开始，按照给定的评分范围返回符合条件的元素。
删除元素（ZREM）：
删除元素操作首先通过哈希表找到对应元素，然后在跳跃表中删除该元素。Redis 只需要删除哈希表中的指向该元素的指针，跳跃表中的元素会自动上移。
更新元素评分（ZINCRBY）：
更新元素评分操作仅需修改哈希表中对应元素的评分，然后重新计算跳跃表中元素的位置。
获取有序集合长度（ZCARD）：
有序集合长度的操作直接查询哈希表中的键值对数量。
随机获取元素（ZRANDMEMBER）：
随机获取元素操作首先从哈希表中随机选择一个元素，然后在该元素所在的跳跃表区间内随机选择一个元素。
通过以上操作，Redis 实现了高效有序集合（Sorted Set）的数据结构，提供了高性能的排序和范围查找功能。
2、实战
要使用 Spring Boot 和 Redis 实现排行榜功能，你可以遵循以下步骤：
引入依赖
在你的 Spring Boot 项目的 pom.xml 文件中，添加以下依赖：
<dependencies><dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency></dependencies>
配置 Redis
在 application.properties 或 application.yml 文件中配置 Redis 连接信息：
# application.propertiesspring.redis.host=localhostspring.redis.port=6379
# application.ymlspring:redis:host: localhostport: 6379
创建 Redis 模板
创建一个 RedisTemplate Bean：
import org.springframework.context.annotation.Bean;import org.springframework.context.annotation.Configuration;import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;public class RedisConfig {public RedisTemplate<String, Object> redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {RedisTemplate<String, Object> redisTemplate = new RedisTemplate<>();redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());redisTemplate.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());redisTemplate.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());return redisTemplate;}}
创建排行榜实体类
创建一个排行榜实体类，包含用户 ID、分数等信息：
import java.io.Serializable;public class RankingEntity implements Serializable {private String userId;private double score;// 构造方法、getter 和 setter
实现 Redis 排行榜操作
创建一个服务类，实现排行榜的相关操作，如添加分数、查询排名等：
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;import org.springframework.stereotype.Service;import java.util.concurrent.TimeUnit;public class RankingService {private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;private static final String RANKING_KEY = "ranking_list";/*** 添加分数* @param userId 用户 ID* @param score 分数*/public void addScore(String userId, double score) {ValueOperations<String, RankingEntity> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();valueOperations.set(RANKING_KEY + ":" + userId, score, 60, TimeUnit.SECONDS);}/*** 查询排名* @return 排名列表*/public List<Object> getRankingList() {List<Object> rankingList = redisTemplate.opsForList().range(RANKING_KEY, 0, -1);return rankingList;}/*** 查询用户排名* @param userId 用户 ID* @return 用户排名*/public Object getUserRanking(String userId) {return redisTemplate.opsForValue().get(RANKING_KEY + ":" + userId);}* userId 用户 ID*/public void deleteUserScore(String userId) {ValueOperations<String, RankingEntity> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();valueOperations.delete(RANKING_KEY + ":" + userId);}/*** 更新用户分数* @param userId 用户 ID* @param score 新的分数*/public void updateUserScore(String userId, double score) {ValueOperations<String, RankingEntity> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();valueOperations.set(RANKING_KEY + ":" + userId, score, 60, TimeUnit.SECONDS);}/*** 获取用户排名列表的长度* @return 用户排名列表的长度*/public long getUserRankingListSize() {return redisTemplate.opsForList().size(RANKING_KEY);}/*** 在用户排名列表中插入用户分数* @param userId 用户 ID* @param score 分数* @param index 插入位置，0 表示插入到列表头部，负数表示插入到列表尾部*/public void insertUserScore(String userId, double score, long index) {List<Object> rankingList = redisTemplate.opsForList().range(RANKING_KEY, 0, -1);redisTemplate.opsForList().leftPush(RANKING_KEY, score, index);}/*** 在用户排名列表中删除用户分数* @param userId 用户 ID* @param index 删除位置，0 表示删除第一个元素，1 表示删除第二个元素，依此类推*/public void deleteUserScore(String userId, long index) {List<Object> rankingList = redisTemplate.opsForList().range(RANKING_KEY, 0, -1);redisTemplate.opsForList().rightPop(RANKING_KEY, index);}/*** 获取用户排名列表中的最后一个元素* @return 用户排名列表中的最后一个元素*/public Object getLastUserScore() {return redisTemplate.opsForList().rightPop(RANKING_KEY);}/*** 获取用户排名列表中的第一个元素* @return 用户排名列表中的第一个元素*/public Object getFirstUserScore() {return redisTemplate.opsForList().leftPop(RANKING_KEY);}/*** 在用户排名列表中添加元素* @param score 添加的分数*/public void addUserScore(double score) {redisTemplate.opsForList().rightPush(RANKING_KEY, score);}/*** 在用户排名列表中删除元素* @param index 删除位置，0 表示删除第一个元素，1 表示删除第二个元素，依此类推*/public void deleteUserScore(long index) {redisTemplate.opsForList().rightPop(RANKING_KEY, index);}/*** 获取用户排名列表* @return 用户排名列表*/public List<Object> getUserRankingList() {return redisTemplate.opsForList().range(RANKING_KEY, 0, -1);}/*** 设置用户排名列表的长度* @param length 用户排名列表的新长度*/public void setUserRankingListLength(long length) {redisTemplate.opsForList().setSize(RANKING_KEY, length);}/*** 获取用户排名** @param userId 用户 ID* @return 用户排名，如果用户不存在，返回 -1*/public int getUserRanking(String userId) {List<Object> rankingList = getRankingList();Object userScore = getUserRanking(userId);if (userScore == null) {return -1;}int rank = 0;for (Object score : rankingList) {if (score.equals(userScore)) {break;}rank++;}return rank;}/*** 获取用户排名列表中的指定位置的元素** @param index 指定位置，从 0 开始* @return 用户排名列表中的指定位置的元素*/public Object getUserRankingListElement(long index) {return redisTemplate.opsForList().range(RANKING_KEY, 0, -1).get(index);}/*** 获取用户排名列表中的用户分数** @param userId 用户 ID* @return 用户排名列表中的用户分数，如果用户不存在，返回 null*/public Object getUserRanking(String userId) {ValueOperations<String, RankingEntity> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();return valueOperations.get(RANKING_KEY + ":" + userId);}/*** 是否存在用户** @param userId 用户 ID* @return 是否存在用户*/public boolean existsUser(String userId) {ValueOperations<String, RankingEntity> valueOperations = redisTemplate.opsForValue();return valueOperations.hasKey(RANKING_KEY + ":" + userId);}/*** 清除所有用户排名数据*/public void clearAllUserRankingData() {redisTemplate.delete(RANKING_KEY);}}
好了，今天的小知识你学会了吗？
链接：https://python-basketball.blog.csdn.net/article/details/134236814
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来源: qq
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