多维度排行榜技术实现

1. 背景

排行榜在互联网场景很常见，特别是在教育和游戏竞技场景。通过排行榜，用户可以很直观的感知自己在业务排行中的名次，进而了解自己对特定知识的掌握程度。映射到技术实现上，其实就是按照某种维度进行排序，常见的排序实现有：

• 数据库：order by xxx
• 内存排序：依赖排序算法可以实现，也可以依赖 java8 中的 stream 进行排序
• redis 的 zset：分布式

这三种排序方式，均有各自的使用场景，不能单纯的说，实现排行榜就必须用 redis 的 zset！

每一种排序方式各有优劣，以下主要针对redis排序做下分享。

2. 一维排行榜

一维场景的排行榜，比较常见，实现起来也很简单，不需要多说。
存储：zset.add(key, value, score)
读取：zset.range(key, start, end) 或 zset.reverseRange(key, start, end)

3. 二维排行榜

从 redis 的 api 中发现，redis的排序依赖score，可以说不支持二维排序，难道遇到二维排序，redis就束手无策了吗？答案是否定的！
举例说明：在一个亲友群中（1000人），群主发了1个亿的红包，这一个亿分发到亲友手中的数值，有可能一样，有可能不一样，如果金额一样，那他们俩如何排序？

默认情况下，相同score的value排序规则：按照插入的value的字典序排序。

CCC和DDD这两人抢到红包的金额一样，当然可以按照插入的value的字典序排序，但如果想通过时间维度排序，如何改变排序行为呢？

也就是说：抢到金额大的排到前面，相同金额的抢的晚的排到前面。即金额和时间均是降序排序。

从 java 中的 api 看，**zset.add(key, value, score)** 中的 score 是一个double 类型的小数，可以划分为整数和小数，如果我们把两个排序维度对应到整数和小数上，应该可以实现二维排序。
**
可以将金额和时间分别对应的 score的 整数部分和小数部分。这样金额和时间组成的二维 score 也是降序排序。

换一种要求：相同金额的抢的早的排到前面，也就是金额降序，时间升序。如何实现？

• 方案一：还是基于 redis，score = 金额.(未来时间戳-抢红包时间戳)。这样早抢的得到的score就更大，排序就更靠前。
• 方案二：内存排序（基于java8的stream实现：list.stream().sorted(Comparator.comparing(维度1).thenComparing(维度2).thenComparing(维度3).thenComparing(维度N));）

结论：在维度具有相同排序规则的情况下，可以将二维通过组合的方式降到一维来实现。

4. 三维及以上排行榜

4.1 二进制拆分

double类型存储格式：

可以对63位进行分段拆分，将不同维度分布到分段中，进行score组织，位数不足的高位用0补充。

4.2 十进制拆分

相比较二进制拆分，该方法更容易操作和接受，建议采用这种方式。

1、确定每个维度数字最大范围（根据数据增长预留空间）。
2、维度组装，将各个维度的表数组装成一个大的数字。（不能超出double的最大范围）

5. 排行榜在魔卡服务中的应用

在魔卡中，排序规则是：按照获得经验值降序排序，如果经验值相同，则按照获得经验值的时间降序排序。即谁获得经验值越多，谁后获得，谁就排在前面。

这种场景很适合用二维度合并一维度的方式实现，具体实现细节，不做赘述。