面试题：Redis有序集合在复杂分数管理与排名中的优化

Question

在一个大型电商平台的商品销量排名系统中，使用Redis有序集合记录商品销量及排名。随着数据量增长，查询排名靠前的商品时性能下降。如何优化Redis有序集合的使用来提升查询性能？请阐述优化方案并说明涉及到的Redis命令及原理。

Answer 1

优化方案

1. 定期清理过期数据：在电商平台中，有些商品可能长时间没有销量，对于这类“僵尸”数据，可以定期删除。这不仅能减少有序集合的整体数据量，还能提升查询性能。
2. 分层缓存：对于热门且排名靠前的商品，可以在应用层额外设置一个缓存，比如使用本地缓存（如Guava Cache）。当查询排名靠前商品时，先从本地缓存获取，如果没有命中再查询Redis有序集合。这样能大大减少对Redis的查询压力，提升响应速度。
3. 增量更新：避免每次商品销量变动都直接更新Redis有序集合。可以在应用层先进行销量的临时记录，达到一定阈值或时间间隔后，再批量更新Redis有序集合。这样能减少Redis写操作的频率，提升整体性能。

涉及Redis命令及原理

1. ZADD命令：用于向有序集合中添加成员，语法为ZADD key [NX|XX] [CH] [INCR] score member [score member ...]。在商品销量排名系统中，每次更新商品销量时，会使用此命令更新商品在有序集合中的分数（销量）。其原理是根据给定的分数对成员进行排序，分数相同的成员按字典序排列。
2. ZRANGE命令：用于获取有序集合中指定范围内的成员，语法为ZRANGE key start stop [WITHSCORES]。查询排名靠前的商品时，会使用此命令，start和stop参数指定了获取成员的范围，例如ZRANGE product_sales_rank 0 9 WITHSCORES可获取排名前10的商品及其销量。Redis通过内部的跳跃表（SkipList）或压缩列表（ziplist，数据量较小时）结构来快速定位指定范围内的成员，从而实现高效查询。
3. ZREM命令：用于从有序集合中移除成员，语法为ZREM key member [member ...]。在清理过期数据时，可使用此命令移除那些长时间无销量的商品。Redis会从有序集合的数据结构中删除对应的成员节点，并重新调整相关节点的指针，以维护有序集合的顺序。