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【Redis面试题】如何使用Redis实现微信步数排行榜?

1. 前言

之前写过一篇博客,讲解的是Redis的5种数据结构及其常用命令,当时有读者评论,说希望了解下这5种数据结构各自的使用场景,不过一直也没来得及写。

碰巧,在3月份找工作面试时,有个面试官先问了我Redis有哪几种数据结构,在我讲完后,面试官又问了我以下问题:

如何用Redis实现微信步数排行榜?

相信很多小伙伴都知道,可以使用Redis的有序集合ZSET来实现,本篇博客就基于此面试题,来讲解下ZSET的使用场景,以及微信步数排行榜的大致实现思路。

2. ZSET的使用场景

ZSET的经典使用场景是用来实现排行榜,举几个常见的例子,比如百度热榜、微博热搜榜、以及我们每天都用到的微信步数排行榜:

3个场景的实现思路基本一致,接下来,我们以微信步数排行榜为例,了解下如何使用Redis的ZSET,实现微信步数排行榜。

3. 微信步数排行榜的大致实现思路

**注意事项:**本文的重点是Redis的ZSET的使用,因此只是分析了微信步数排行榜的大致实现思路,实际实现肯定比文中分析的复杂的多。

首先,我们来分析下微信步数排行榜的需求:

  1. 排行榜是以日期为单位的,历史日期的排行榜是可以查看的
  2. 排行榜可能并不会显示所有好友的步数,比如我的微信有349位好友,但排行榜从来没有显示过这么多,假设最多只显示步数前200的好友
  3. 步数是异步更新的,所以每隔一段时间步数同步后,排行榜都会变化
  4. 排行榜中,好友头像和微信昵称可以理解为不变的(变动的几率小,就像热搜榜中的标题和Url),但步数和点赞数是可变的

基于以上分析的需求,大致实现思路如下:

  1. 使用Redis的ZSET数据结构
  2. 设置key时,基于微信号和日期,比如我的微信是zwwhnly,今天的日期是2020-06-01,那么key就可以设计为:StepNumberRanking:zwwhnly:20200601
  3. 设置value时,将好友的昵称作为成员member,将好友的步数作为分值score,如下所示:
  4. 使用Redis的HASH数据结构,其中key为第2步的key+第3步的成员member,value分别存储好友头像、昵称、步数、点赞数,如下所示:
  5. 获取微信步数排行榜时,分为以下2步:1)先查询出微信步数排行榜中的好友昵称,也就是查询StepNumberRanking:zwwhnly:20200601的值

    2)根据获取到的好友昵称,查询好友步数信息,也就是查询StepNumberRanking:zwwhnly:20200601:yst的值

4. 使用到的Redis命令

上面分析出了大致的实现思路,接下来我们讲解下使用到的Redis命令。

4.1 ZADD

执行如下命令初始化微信步数排行榜,以上面图片中的9个好友为例,分2次初始化:

ZADD StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 25452 yst 23683 zq 23599 ljx 20391 yyq 19628 XxZz

ZADD StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 18261 lxx 16636 zcc 16555 clc 16098 fl
复制代码

执行完的效果如下图所示:

可以看到,默认是以score正序排列的,也就是步数从少到多排列。

4.2 HMSET

因为展示步数排行榜时,需要展示昵称、头像、步数、点赞数,所以可以借助于Redis的HASH 数据结构来存储,这时就要用到HMSET命令:

执行完的效果如下图所示:

4.3 ZINCRBY

每隔一段时间,好友的步数是会更新的,此时可以使用ZINCRBY命令来更新好友步数,假设我们只更新步数位于前2位好友的步数,给他们的步数增加10,就可以执行以下命令:

ZINCRBY StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 10 yst

ZINCRBY StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 10 zq
复制代码

执行完的效果如下图所示:

更新完排行榜里的步数后,不要忘记执行HMSET命令更新好友的步数:

4.4 HINCRBY

当我们在步数排行榜里给好友点赞时,可以使用HINCRBY命令,把上图中的likeNum加1:

HINCRBY StepNumberRanking:zwwhnly:20200602:zq likeNum 1
复制代码

4.5 ZRANGE

在所有的数据就绪后,剩下的就是查询了,我们可以使用ZRANGE命令获取排行榜里的好友信息:

ZRANGE StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 0 -1
复制代码

可以看出,查询出的好友信息是按步数从少到多排序的,而排行榜应该按步数从多到少排序,这就用到了下面的ZREVRANGE命令。

4.6 ZREVRANGE

ZREVRANGE命令和ZRANGE命令类似,不过是按score倒序的,刚好符合排行榜的场景。

比如执行命令:

ZREVRANGE StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 0 -1 WITHSCORES
复制代码

可以看出,查询出的好友信息按步数从大到小排序,刚好就是在排行榜要展示的顺序。

不过,排行榜一般都不展示所有的数据,这里我们的数据比较少,如果只获取步数top5的好友,就可以执行如下命令:

ZREVRANGE StepNumberRanking:zwwhnly:20200602 0 4 WITHSCORES
复制代码

如果你要获取top200,就将上面的4修改为199。

4.7 HGETALL

获取到了排行榜里的好友信息,最后一步就是获取这些好友的步数、点赞数、头像、昵称这些信息,也就是我们之前使用HASH数据结构存储的信息,此时我们可以使用HGETALL命令,如下所示:

HGETALL StepNumberRanking:zwwhnly:20200602:yst
复制代码

如果对这些命令不是很熟悉,可以看下我之前发布的一篇博客:Redis系列(二):Redis的5种数据结构及其常用命令

5. 总结

Redis的ZSET数据结构非常适合用在排行榜的场景,比如百度热搜、微博热搜榜、游戏排行榜、微信步数排行榜,面试官肯定不会问你ZSET都有哪些命令,每个命令的细节等等,但问你如何使用Redis实现微信步数排行榜,就可以了解到你对Redis数据结构的掌握程度。

所以,学习好Redis的5种数据结构的基础很重要,但更重要的是要知道这些数据结构如何使用,每种数据结构用在什么场景最为合适,毕竟要学以致用嘛。

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