面试题：Redis SADD与SMEMBERS与其他数据结构的关联及应用拓展

Question

在一个复杂的社交网络系统中，除了使用Redis集合来存储用户的关注列表（类似SADD添加关注，SMEMBERS获取关注列表），还需要结合Redis的其他数据结构（如哈希、有序集合等）来实现更丰富的功能，如用户信息存储、粉丝排行榜等。请设计一套完整的基于Redis的数据结构使用方案，详细说明每个数据结构的作用以及相关操作的实现逻辑。

Answer 1

1. 用户信息存储（哈希 Hash）

• 作用：用于存储用户的详细信息，如用户名、年龄、性别、简介等，方便快速获取和更新用户的各项属性。
• 数据结构示例：HSET user:1 name "John" age 30 gender "male" bio "Software engineer"
• 操作实现逻辑：
  • 添加或更新用户信息：使用 HSET key field value [field value ...] 命令，例如 HSET user:{userId} name {userName} age {userAge}。可以一次设置多个字段值，若字段已存在则更新其值。
  • 获取用户信息：使用 HGETALL key 获取所有字段和值，或 HGET key field 获取指定字段的值，如 HGET user:1 name。
  • 删除用户信息字段：使用 HDEL key field [field ...] 命令，如 HDEL user:1 bio 可删除用户的简介字段。

2. 用户关注列表（集合 Set）

• 作用：存储用户关注的其他用户 ID，可方便地进行添加关注、取消关注以及获取关注列表操作，且集合天然去重，保证用户不会重复关注同一人。
• 数据结构示例：SADD follow:1 2 3 4 表示用户 1 关注了用户 2、3、4。
• 操作实现逻辑：
  • 添加关注：使用 SADD key member [member ...] 命令，例如 SADD follow:{userId} {followedUserId}。
  • 取消关注：使用 SREM key member [member ...] 命令，如 SREM follow:1 2 表示用户 1 取消对用户 2 的关注。
  • 获取关注列表：使用 SMEMBERS key 命令，如 SMEMBERS follow:1 可获取用户 1 关注的所有用户 ID。

3. 用户粉丝列表（集合 Set）

• 作用：与关注列表相对应，存储关注当前用户的其他用户 ID，用于统计粉丝数量和获取粉丝列表。
• 数据结构示例：SADD fans:1 5 6 7 表示用户 1 有粉丝 5、6、7。
• 操作实现逻辑：
  • 添加粉丝：当用户 A 关注用户 B 时，除了在 follow:A 集合中添加 B 的 ID，还需在 fans:B 集合中添加 A 的 ID，即 SADD fans:{followedUserId} {userId}。
  • 取消粉丝：当用户 A 取消关注用户 B 时，在 fans:B 集合中删除 A 的 ID，使用 SREM fans:{followedUserId} {userId}。
  • 获取粉丝列表：使用 SMEMBERS key 命令，如 SMEMBERS fans:1 可获取用户 1 的所有粉丝 ID。

4. 粉丝排行榜（有序集合 Sorted Set）

• 作用：按照粉丝数量对用户进行排序，可方便地获取粉丝数量最多的用户，例如排行榜前 10 名用户。
• 数据结构示例：ZADD fanRank 100 1 80 2 表示用户 1 有 100 个粉丝，用户 2 有 80 个粉丝。
• 操作实现逻辑：
  • 更新粉丝排行榜：每当用户的粉丝数量发生变化（添加或取消粉丝）时，重新计算粉丝数量并使用 ZADD key score member [score member ...] 命令更新有序集合。例如，当用户 1 的粉丝数量变为 105 时，执行 ZADD fanRank 105 1。
  • 获取粉丝排行榜：使用 ZRANGE key start stop [WITHSCORES] 命令获取排名范围，如 ZRANGE fanRank 0 9 WITHSCORES 可获取粉丝排行榜前 10 名及其粉丝数量。若要获取倒序排行榜（粉丝数量从高到低），可使用 ZREVRANGE key start stop [WITHSCORES] 命令。