Redis 之 ZSET 实战应用场景，持续更新！

news2024/11/17 3:34:22

前言

大白话介绍 Redis 五大基本数据类型之一的 ZSET 开发中常见的应用场景

ZSET 介绍

ZSET 与 SET 相同点：都是是 String类型元素的集合，且不允许重复的成员
ZSET 与 SET 不同点：ZSET 每个元素都会关联一个 Double 类型的分数，Redis
通过分数来为集合中的成员进行从小到大的排序。ZSET 的成员是唯一的,但分数 score 却可以重复

ZSET 应用场景

基于 ZSET 实现的滑动窗口限流
直播间送礼物排名榜
网易新闻、百度热搜，实时新闻、文章类的需求

ZSET 常用 Redis 指令介绍

直接对着控制台简单实操一下，方便大家理解。熟悉指令的读者可自行跳过本章节
在这里插入图片描述

zremrangeByScore

移除 key 为 ranking 且 source 值在（0,1）区间的所有数据，返回结果是 3，代表成功移除 3 条数据

zremrangeByScore ranking 0 1

zremrangeByScore ranking 0 1

zcard

统计 key 为 ranking 中剩余元素的个数，移除 3 条数据还剩一条，因此返回结果是 1

zcard ranking

在这里插入图片描述

zrevrangeByScore

ZSET 分页查询，LIMIT 对满足条件的成员列表进行分页。一般会配合 “+inf” 或者 “-inf” 来表示最大值和最小值。这个最大最小值针对于 score 而言。

zrevrangeByScore ranking +inf -inf LIMIT 0 2

在这里插入图片描述

zincrby

没有当前成员则新增、有则修改分数

zincrby ranking 666 "无名黑马"

在这里插入图片描述

zadd

往 ZSET 中添加元素

zadd ranking 5 "王老五"

在这里插入图片描述

基于 ZSET 实现的滑动窗口 Lua 脚本

实现步骤：

删除固定时间窗口之前的所有的数据
统计剩余元素数量
剩余元素数量超过设定阈值，返回 0，没超过返回 1

-- 1. 依赖 redis 中的 zset 类型，zremrangeByScore命令含义：移除0 到ARGV[1]的所有数据
redis.call('zremrangeByScore', KEYS[1], 0, ARGV[1])
-- 2. 统计剩余元素数量
local res = redis.call('zcard', KEYS[1])
-- 3. 剩余元素是否超过阈值
if (res == nil) or (res < tonumber(ARGV[3])) then
    -- 4.没超过阈值 zadd
    redis.call('zadd', KEYS[1], ARGV[2], ARGV[4])
    return 1
else
    return 0
end

redis.call（）表示执行当前的 redis 指令，比方说 redis.call(‘zremrangeByScore’, ‘ranking’, 0, 1) 等价于执行 zremrangeByScore ranking 0 1 这么一条命令。 Java 代码调用代码如下。

 /**
     * unit秒内只能通过qps个请求
     */
    public Object acquire(String key, Integer unit, String qps) {
        long now = System.currentTimeMillis();
        Assert.notNull(unit, "unit不能为 null");
        /**
         * --KEYS[1]: 限流 key
         * --ARGV[1]: 限流窗口（String.valueOf(now - 1000 * unit)）
         * --ARGV[2]: 当前时间戳（String.valueOf(now)）
         * --ARGV[3]: 阈值 qps
         * --ARGV[4]: score 对应的唯一value（String.valueOf(now)）
         */
        return redisTemplate.execute(redisScript,
                Arrays.asList(defaultKeyPrefix + key),
                String.valueOf(now - 1000 * unit),
                String.valueOf(now),
                qps == null ? defaultQps : qps,
                String.valueOf(now));
    }

基于 ZSET实现的热搜文章

也是利用ZSET范围有序查询的特性实现，现在初始化一波数据如下图，先用 Redis 命令演示一波。后续用 Java 代码实现。

在这里插入图片描述
现在需要查最新的 2 条热点数据，执行如下指令。由于 ZSET是有序集合且查询的结果默认是倒序输出，因此最新的俩条数据就被查到了。结果如下

zrevrangeByScore article +inf -inf LIMIT 0 2

在这里插入图片描述
查第二页的数据怎么查？记录每一次查询的最大值，当做下一次查询的游标即可查到第二页数据。

zrevrangeByScore article 20231207 -inf LIMIT 0 2

在这里插入图片描述

对应配套 java 代码

因为 Jedis 的 Api，和原生 Redis 命令命名上很接近，为了方便理解这里用 Jedis 实现。

   @Autowired
    private Jedis jedis;
    private String RANKING_NAME = "ranking";
    private String LIVE_ROME = "liveRoom";
    private String ROOM_NAME = "李佳琦的直播间";

    @ApiOperation("热搜文章分页查询：zrevrangeWithScores 分页查询 0，-1 查全部")
    @PostMapping("rankingList")
    public Result rankingList() {
        return Result.success(jedis.zrevrangeWithScores(RANKING_NAME, 0, -1));
    }

    @ApiOperation("成员当前排名")
    @PostMapping("pos/{member}")
    public Result pos(@PathVariable("member") String member) {
        return Result.success((jedis.zrevrank(RANKING_NAME, member) + 1));
    }

    @ApiOperation("刷礼物（没有当前成员则新增、有则修改分数）")
    @PostMapping("weighting/{member}/{source}")
    public Result pos(@PathVariable("member") String member,
                      @PathVariable("source") String source) {
        jedis.zincrby(RANKING_NAME, Double.parseDouble(source), member);
        return Result.success("ok");
    }

小结 ZSET

由于大家做的业务都不一样，本文只提供实现热点文章排行榜的基本思路。举2个常见的排行榜开发业务如下

一种是纯 Redis 实现的在线排行榜: 同学 A 做的是直播聊天室业务，里面需要彰显榜一大哥实力，因此需要搞个在线的排行榜，并且还要实现刷礼物、在线人数新增记录、在线人数统计、排名这些需求，为了提升性能，完全就可以用Redis 做数据库。所有操作基于 Redis 完成，至于结果数据的持久化的话，只需在直播间关闭的时候，将数据落库到 Mysql 或者 Oracle 即可。之前写过一个聊天系统，在线人数统计就是每新开一个 Scoket 的时候，人数加 1，我就是这么干的。具体业务不多 bb。