面试题：Redis有序集合如何辅助MySQL进行范围查询

Question

请阐述在《Redis有序集合加速MySQL范围查询操作》场景下，Redis有序集合的数据结构特点以及如何利用这些特点帮助MySQL更高效地执行范围查询，举例说明常用的映射关系建立方式。

Answer 1

Redis有序集合的数据结构特点

1. 有序性：Redis有序集合中的每个元素都关联一个分数（score），集合会根据这个分数对元素进行从小到大排序。例如，在存储学生成绩的有序集合中，每个学生（元素）对应一个成绩（score），这样就可以按成绩对学生进行排序。
2. 唯一性：集合中的每个元素都是唯一的，不会出现重复元素。以用户ID存储在有序集合为例，每个用户ID只会出现一次。
3. 可重复性分数：不同的元素可以拥有相同的分数。比如在一场比赛中，可能有多个选手获得相同的积分（score）。

如何利用这些特点帮助MySQL更高效地执行范围查询

1. 缓存热点数据：将MySQL中经常查询的范围数据提前加载到Redis有序集合中。例如，电商网站中经常查询某个价格区间内的商品，将商品ID及其价格（作为score）存储到Redis有序集合。当有查询请求时，先从Redis中查找，若存在则直接返回，减少对MySQL的压力。
2. 快速定位范围：利用有序集合按分数排序的特点，通过ZRANGEBYSCORE等命令可以快速定位到指定分数范围内的元素。假设MySQL中有一个订单表，记录了订单金额，我们可以将订单ID和订单金额（score）存储在Redis有序集合。当需要查询某个金额区间的订单时，通过Redis的ZRANGEBYSCORE命令迅速获取符合条件的订单ID，再根据这些ID到MySQL中获取完整的订单信息，避免在MySQL中进行全表扫描。

常用的映射关系建立方式举例

1. 直接映射：以MySQL表中的主键作为Redis有序集合的元素，以需要查询的字段值作为score。例如，在一个员工表中，以员工ID作为有序集合的元素，以员工工资作为score。这样就可以方便地通过工资范围查询员工ID。

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db=0)
# 假设员工ID为1，工资为5000
r.zadd('employees:salary', {1: 5000})

2. 复合映射：当查询条件涉及多个字段时，可以将多个字段组合成一个值作为score。例如，在一个商品表中，查询既要考虑价格又要考虑销量。可以将价格乘以一个较大的系数（保证价格的影响权重）再加上销量作为score，商品ID作为元素。

# 假设商品ID为100，价格为100，销量为50
price = 100
sales = 50
score = price * 1000 + sales
r.zadd('products:price_sales', {100: score})