如何使用 Redis 快速实现排行榜？

回答重点

使用 Redis 实现排行榜的方式主要利用 Sorted Set（有序集合），它可以高效地存储、更新、以及获取排名数据。

实现排行榜的主要步骤：

1）使用 Sorted Set 存储分数和成员

使用 Redis 的 ZADD 命令，将用户和对应的分数添加到有序集合中。例如：ZADD leaderboard 1000 user1，将用户 user1 的分数设置为 1000。

2）获取排名

使用 ZRANK 命令获取某个用户的排名。例如：ZRANK leaderboard user1，返回用户 user1 的排名（从 0 开始）。

3）获取前 N 名

使用 ZREVRANGE 命令获取分数最高的前 N 名。例如：ZREVRANGE leaderboard 0 9 WITHSCORES，获取排行榜前 10 名用户及其分数。

4）更新分数

如果用户的分数需要更新，可以使用 ZINCRBY 命令对其分数进行加减操作。例如：ZINCRBY leaderboard 500 user1，将用户 user1 的分数增加 500。

扩展知识

Sorted Set 的特点

Sorted Set 是 Redis 中的一个数据结构，内部使用 跳表（Skip List） 来实现，提供按分数排序的功能。每个成员有一个唯一的 score（分数），根据分数进行排序。
Redis 的 Sorted Set 通过 O(logN) 的时间复杂度进行插入、更新和删除操作，且可以通过范围查找快速获取指定区间的数据。
使用 Sorted Set 可以确保成员唯一性，因为 Redis 的 Sorted Set 中每个成员都是唯一的。如果添加相同的成员，ZADD 将更新其分数而不是重复插入。

Sorted Set 相关 Redis 命令

ZADD：向有序集合中添加成员并设置分数。如果成员已经存在，则更新其分数。
ZRANK / ZREVRANK：返回指定成员的排名。ZRANK 是按从小到大的排名，ZREVRANK 是从大到小（即逆序）。
ZREVRANGE：按分数从高到低返回指定区间内的成员列表，常用于获取排行榜的前 N 名。
ZINCRBY：对有序集合中指定成员的分数进行增减操作。

Java 示例代码

以下是一个完整的 Java 示例代码，供大家参考：

import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.Set;
import java.util.Map;
import java.util.HashMap;

public class RedisLeaderboard {

    private static final String LEADERBOARD_KEY = "leaderboard";
    private Jedis jedis;

    public RedisLeaderboard() {
        // 连接到 Redis
        this.jedis = new Jedis("localhost", 6379);
    }

    // 添加或更新用户分数
    public void addOrUpdateUserScore(String user, double score) {
        jedis.zadd(LEADERBOARD_KEY, score, user);
    }

    // 获取排行榜前 N 名用户
    public Set<String> getTopUsers(int topN) {
        return jedis.zrevrange(LEADERBOARD_KEY, 0, topN - 1);
    }

    // 获取用户的排名
    public Long getUserRank(String user) {
        return jedis.zrevrank(LEADERBOARD_KEY, user);
    }

    // 获取用户的分数
    public Double getUserScore(String user) {
        return jedis.zscore(LEADERBOARD_KEY, user);
    }

    // 删除用户
    public void removeUser(String user) {
        jedis.zrem(LEADERBOARD_KEY, user);
    }

    // 获取排行榜分页查询
    public Set<String> getUsersByPage(int page, int pageSize) {
        int start = (page - 1) * pageSize;
        int end = start + pageSize - 1;
        return jedis.zrevrange(LEADERBOARD_KEY, start, end);
    }

    // 关闭连接
    public void close() {
        jedis.close();
    }

    public static void main(String[] args) {
        RedisLeaderboard leaderboard = new RedisLeaderboard();

        // 添加用户及其分数
        leaderboard.addOrUpdateUserScore("user1", 100);
        leaderboard.addOrUpdateUserScore("user2", 200);
        leaderboard.addOrUpdateUserScore("user3", 150);

        // 更新用户分数
        leaderboard.addOrUpdateUserScore("user1", 250);

        // 获取排行榜前 3 名用户
        Set<String> topUsers = leaderboard.getTopUsers(3);
        System.out.println("Top 3 users: " + topUsers);

        // 获取用户的排名
        Long rank = leaderboard.getUserRank("user1");
        System.out.println("User1 rank: " + rank);

        // 获取用户的分数
        Double score = leaderboard.getUserScore("user1");
        System.out.println("User1 score: " + score);

        // 获取排行榜第 2 页，每页 2 个用户
        Set<String> pageUsers = leaderboard.getUsersByPage(2, 2);
        System.out.println("Page 2 users: " + pageUsers);

        // 删除用户
        leaderboard.removeUser("user1");

        // 关闭连接
        leaderboard.close();
    }
}