Redis实现排行榜设计

redis的zset结构有着天然的排序功能，十分适合并发量大的排行功能。通过key值确定排行榜的范围，使用members来作为排序的标识，score作为排序的依据。redis排行榜功能看似简单易用，但在实际应用中却遇到了很多问题，需要通过适当的操作来设计这个功能。接下来就来理清排行榜的设计思绪吧

1.排行榜的key设计

排行榜一般按照时间段进行分类，分别有周榜，月榜和年榜。这样要区分不同的榜单就需要和时间关联上，通过时间判断来将数据都保存到对应的zset中。

例如年榜可以用年份来标识，今年的key就是2020，去年的key是2019。月榜的话通过月数来标识。周榜的情况有点特殊，可以通过当天处于本年的第几周来确定zset的key。这样设置的key为周数当，就可以统计当周的数据了。

java中有直接获取周数的方法

注意设置周一为一周的第一天，默认为周日。

Calendar cal = Calendar.getInstance();
//设置周一为一周的第一天
cal.setFirstDayOfWeek(Calenar.MONDAY);
cal.setTime(new Date());
int num = cal.get(Calenar.WEEK_OF_YEAR);

但是这个方法虽然可以快速获取到当天的所属周数，但是有的排行榜需要查看上一周的数据。那么上周周榜的key，即获取上一周的周数只需在本周的周数减去一就可以。

这个时候就有一个特殊情况出现了，假如今天是本年的第一周，那么上一周的周榜的key就等于0，显然这是不合理的。那么这个应该怎么处理呢？

其实本年的第0周就是上一年的最后一周，只需要获取到上一年的最后一周的周数就可以。所以第一步先把当前日期往前推7天，在获取那天所属的周数，就可以解决跨年获取周数的问题。

2.ZSet同分排序规则

在现实生活中，单个字段排序的排行榜十分少见。这是因为排行榜可能存在大量的重复分数，这就导致了分数相同的情况下无法判断排名。这里就涉及到第一个问题，score相同的情况下，哪条数据会排在前面呢？

实践出真知，打开redis试一下。插入6条数据，分数都一样但是member不一样，分别是2020001, 2020002, 2020003, aa,bb,cc这6个。使用zrange进行排序，结果如下

猜测可能与字符排列顺序有关，经查阅资料验证确实当score值相同时，按照member的字符顺序进行排列。

3.ZSet多字段排序

zset只能根据score进行排序，也就是单字段排序。但是很多时候排序的规则不止一条，例如闯关排行榜不仅比较闯关成功的次数，还会比较通关的时长，复活的次数等等。这就导致了zset的字段远远不够用，那应该怎么同时使用多条排序规则呢？接下来就是需要使用取巧的办法了。

既然只有一个排序字段，那么根据排序规则的权重重新组合这个数值。通过把权重高的数值放在组合数的最前面来达到数值比较上的优势，说起来有点绕口，直接上例子吧。

场景如下：游戏闯关排行榜以通关次数正序、复活次数倒序和第一次通关的时间倒序来进行排序。

具体化数值：闯关5次、复活2次和第一次通关时间2020-06-09

那么score的数值的处理如下：

闯关次数权重最高，所以5放在最前面

复活次数倒序，则需要取反。在取反之前，需要确定复活的最大次数，例如99次，那么取反之后得到97

通关时间倒序，也需要取反。先获取通关时间的时间戳，得到1591632000000。由于double位数限制，去掉最后毫秒数即最后三位，获取1591632000共十位，倒序则需要用最大数9999999999（10个9）减去当前值得8408367999

最终score='5'+'97'+'8408367999'= 5978408367999 共13位数。显然通关次数小于5次的时候，score必然不能超过5978408367999 。

这个方法需要注意的点就是zset的score字段是double类型。在double类型中的数值类型，需要注意整数的精度和小数点精度。double能保存最多16位的数字,如果复合排序字段中有时间的话,用于其他字段排序的数字只有6位,这就是复合数值排序的限制之处。倒序排序的字段需要知道排名期间的最大值，才能进行取反。

4.Redis数据备份

redis数据库属于内存性数据库，虽然速度快，也有持久化策略来保障高可用。但是大量的数据需要设置过期时间来腾出内存空间，所以需要通过定时任务将数据落到数据库中来保证数据，同时可以方便导出这些数据。实现起来也比较简单，通过当前所属周获取到redis的数据，对位落库就可以。

需要注意的就是定时任务的时间节点。为了保证本周的数据落库是最完整的数据，需要在下一周的第一次同步时再进行一次备份。这个时候就可以通过在redis中设置一个标志位，每次更新前判断是有上周数据已经同步的标志。