背景
你开发了⼀个游戏,⽇活跃⽤户在10万⼈以上。请设计⼀个活动排⾏榜系统。
在每⽉活动中,玩家得到的活动总分为 0 到 10000 之间的整数。
在每⽉活动结束之后,需要依据这⼀活动总分,从⾼到低为玩家建⽴排⾏榜。
如果多位玩家分数相同,则按得到指定分数顺序排序,先得到的玩家排在前⾯。
系统提供玩家名次查询接⼝,玩家能够查询⾃⼰名次前后10位玩家的分数和名次。
目标
设计一个排行榜拥有以下属性:
- 支持百万级排行
- 排序规则为:分数(正序)+获取到指定分数的时间(倒序)
- 提供 某个玩家名次前、后各10位的玩家
方案概述
活动玩家数据存储到数据库里,但关于玩家获取的分数排行存到
Redis 的 ZSET 中,member 为该用户唯一标识,score 为分数+获取到指定分数的时间,利用 ZSET 的排序功能实现排行榜
详细设计
ZSET 里 score 组成
排序的规则有两个
- 用户分数 从大到小
- ”先得到的玩家排在前面“ 即:时间越小越排在前面, 但与 用户分数 的相反,因此需要保持一致,时间取反,下面详细说
分数&时间
- 设 uScore 为用户分数 位于0-100000 之间
- 设 gotScoreTime 为用户获取当前分数相关时间
- a. 由于 Redis 中 ZSET 里的 score 精确到 16 位 ,如果"10000" + 时间(毫秒) 则会超出这个范围,根据需求一个月榜,则只用当前时间与月初的差值即可,一个月的毫秒数为:2592000000 ,"100000" + "2592000000" 正好为16位 满足题意
- c. 由上规则推出 获得分数时间应该取反 保持和用户分数规则相同,因此 gotScoreTime = 一个月的毫秒数-(当前时间 - 月初时间)
- b. 如果将两个可变的字符串 + 在一起,若需要获取分数时还需要去数据库里查询,因此考虑用位运算把两个数拼接在一起,16位数最大占用 54 bit, uScore 的最大值 100000 占用 17 bit , gotScoreTime 的最大值为 2592000000 占用 32 bit 因此完全满足,公式如下:
long score = uScore << 36 | gotScoreTime;
long uScore = score >> 36;
long gotScoreTime = uScore << 36 ^ score;
因此 'score = uScore << 36 | gotScoreTime'
活动得分增加
当用户完成活动项获取得分时,需要实时把分数更新到 ZSET 中
获取用户排名以及前后10位的分数和排名
风险以及处理
- 由于 Redis 是内存式数据库,如果宕机或者重启数据会丢失,解决方法:写程序将 MySQL 里的数据重新加载到 Redis 中