Сегодня многие компании используют геймификацию для маркетинга и вовлечения аудитории. Например, трейдинговые платформы часто запускают турниры с большими призовыми фондами. Чтобы победить в турнире, нужно заработать как можно больше денег за определенный промежуток времени. Ключевая часть любого турнира — это лидерборд (таблица с рейтингом лидеров). Рейтинги мотивируют пользователей торговать больше, чтобы обогнать соперников.
Технически организация рейтингов — интересная задача. Все данные должны храниться в надежном хранилище: например, РСУБД. Однако при средней нагрузке сервера запрос на получение данных будет выполняться долго, потому что содержит агрегации и сортировку. Чтобы клиент не ждал несколько секунд при формировании рейтинга, используется кэширование в Redis. Но как лучше хранить лидерборд в кэше?
Рассмотрим пример с турниром на трейдинговой платформе. Данные содержат идентификаторы пользователей и количество заработанных денег. По этим данным формируется рейтинг:
Хранение в JSON
Самый очевидный способ — это хранить рейтинг в сериализованном виде, например, в JSON.
Этот способ имеет несколько существенных недостатков:
- очень много логики уходит на сторону приложения. Нужно реализовывать парсинг и обновление данных с сортировкой
- нельзя получить лидеров рейтинга простым способом. В любом случае придется доставать список всех пользователей. А если в турнире участвует более 1 млн. человек?
Хранение в Lists
Следующий возможный способ хранения — это Lists в Redis:
Из преимуществ такого подхода: появляется возможность получать ТОП-10 пользователей без чтения всего списка. Однако недостатки все еще присутствуют:
- все значения придется парсить при каждом чтении/записи со стороны сервера
- вставка/обновление рейтинга требует получения всего списка, что недопустимо при нагрузках на сервер
Redis Sorted Sets
В Redis существует структура данных Sorted Sets (отсортированные наборы), которая позволяет эффективно хранить и работать с лидербордами. Если Set представляет собой набор уникальных строк, то Sorted Set добавляет сортировку с помощью дополнительного параметра — рейтинга.
Запись
Чтобы добавить запись в лидерборд, используется команда zadd key score member [score member ...]:
127.0.0.1:6379> zadd leaderboard 100500 55
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd leaderboard 500 22
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zadd leaderboard 100 33
(integer) 1
При успешном добавлении нового участника возвращается единица. Если участник существовал, то он перезапишется с новым значением, и команда вернет 0.
Если участник заработал какую-то сумму, то можно прибавить ее к рейтингу командой zincrby key increment member:
127.0.0.1:6379> zincrby leaderboard 500 22
"1000"
В ответе возвращается новый рейтинг участника.
Получение лидерборда
Для получения списка ТОП-3 используется команда zrange key min max. По умолчанию команда вернет список от наименьшего рейтинга к наибольшему. Так как в данном примере в рейтинге хранится количество заработанных денег и необходимо, чтобы пользователь с наибольшей суммой был на первом месте, нужно передать дополнительный параметр REV:
127.0.0.1:6379> zrange leaderboard 0 2 REV
1) "55"
2) "22"
3) "33"
Отсчет индексов начинается с нуля, поэтому для получения ТОП-3 используются границы 0 и 2.
Если требуется получить количество денег кроме идентификаторов пользователей, то добавляется параметр WITHSCORES:
127.0.0.1:6379> zrange leaderboard 0 2 REV WITHSCORES
1) "55"
2) "100500"
3) "22"
4) "1000"
5) "33"
6) "100"
Резюме
- для кэширования рейтингов в Redis следует использовать встроенную структуру данных Sorted Sets
- при использовании Sorted Sets со стороны сервера не нужно писать никакую логику
- Sorted Sets эффективно работает при большом количестве данных. Добавление/обновление и чтение набора имеет алгоритмическую сложность O(log(N))
Дополнительные материалы
Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты
- Статья «Как учиться и справляться с негативными мыслями»
- Статья «Ловушки обучения»
- Статья «Сложные простые задачи по программированию»
- Вебинар «Как самостоятельно учиться»
Для полного доступа к курсу нужен базовый план
Базовый план откроет полный доступ ко всем курсам, упражнениям и урокам Хекслета, проектам и пожизненный доступ к теории пройденных уроков. Подписку можно отменить в любой момент.
