面试题：Redis中ASC和DESC选项在动态数据更新场景下的策略应用

Question

在一个实时的排行榜应用中，使用Redis Sorted Set来维护用户的积分排名。积分会实时更新，要求你阐述如何根据积分的增减，合理运用ASC和DESC选项动态调整排行榜顺序，同时保证在高并发情况下数据的一致性和性能，需要结合具体的操作命令和可能遇到的问题进行说明。

Answer 1

1. Redis Sorted Set 基础

Redis Sorted Set 是一种有序集合，每个成员都关联一个分数（score），通过分数来为集合中的成员进行从小到大排序。

2. 积分增加

• 操作命令：使用 ZINCRBY 命令，例如：ZINCRBY leaderboard 10 user1，表示给 user1 的积分增加 10 分。这里 leaderboard 是 Sorted Set 的键名。
• 排序调整：如果希望按照积分从高到低（即 DESC 顺序）展示排行榜，无需额外操作，因为 ZINCRBY 命令会自动更新分数并重新排序。

3. 积分减少

• 操作命令：同样使用 ZINCRBY 命令，只不过增加的分数为负数，例如：ZINCRBY leaderboard -5 user1，表示给 user1 的积分减少 5 分。
• 排序调整：同样，如果是按 DESC 顺序展示排行榜，Redis 会自动处理分数变化并重新排序。

4. 高并发下的数据一致性

• 使用事务（MULTI - EXEC）：可以将多个相关操作放到一个事务中，确保要么所有操作都执行，要么都不执行。例如：

MULTI
ZINCRBY leaderboard 10 user1
ZINCRBY leaderboard -5 user2
EXEC

• 乐观锁：可以使用 WATCH 命令来实现乐观锁机制。在执行事务前，先 WATCH 相关的键。如果在 WATCH 之后，被监控的键被其他客户端修改，那么当前事务会被取消。例如：

WATCH leaderboard
MULTI
ZINCRBY leaderboard 10 user1
ZINCRBY leaderboard -5 user2
EXEC

5. 高并发下的性能

• 批量操作：尽量减少客户端与 Redis 服务器之间的交互次数。可以将多个 ZINCRBY 操作合并成一次事务执行。
• 合理设置过期时间：如果排行榜数据有一定的时效性，可以为键设置过期时间，避免数据长期占用内存。使用 EXPIRE 命令，例如：EXPIRE leaderboard 3600，表示 leaderboard 这个键在 3600 秒后过期。

6. 可能遇到的问题及解决

• 分数精度问题：Redis 中 Sorted Set 的分数是 64 位浮点数，在一些对精度要求极高的场景下，可能会出现精度丢失。可以考虑将分数放大一定倍数（如乘以 10000）后存储，在展示时再进行还原。
• 内存占用：随着用户数量增多，Sorted Set 占用的内存也会增加。可以定期清理无效用户，或者采用分区的方式，将排行榜数据分散到多个 Sorted Set 中。