Redis 的有序集合（Sorted Set）是一個基于分數（score）排序的數據結構，它在 Redis 中非常重要，常用于實現排行榜、近似計數器等功能。

Redis 的有序集合（Sorted Set）是基于跳躍表（Skip List）實現的。跳躍表是一種高效的數據結構，其插入、刪除和查找操作的平均時間復雜度都是 O(log n)，相對于平衡樹（如紅黑樹）的實現要簡單很多。跳躍表的結構類似于鏈表，每個節點除了保存元素值外，還包含一個指針數組，分別指向對應層次的下一個節點。這種多級指針的設計，使得跳表可以跨越多個節點進行快速搜索，同時保證跳表結構的高效性和簡潔性。

有序集合的底層數據結構由哈希（Hash）和跳躍表組成。在哈希中，存儲了元素及其關聯的評分（分數）。每個元素都有一個唯一的評分，用于確定其在跳躍表中的位置。當需要對有序集合進行操作時，Redis 首先通過哈希表找到元素及其評分，然后通過跳躍表進行相應的操作。

以下是 Redis 有序集合（Sorted Set）的一些核心操作及其對應的核心代碼分析：

添加元素（ZADD）：

有序集合中的元素添加操作是通過哈希表和跳躍表協同完成的。首先，Redis 將元素值和評分存儲在哈希表中。然后，根據評分在跳躍表中找到對應的位置，并將新元素插入到該位置。

獲取元素（ZRANGE、ZREVRANGE）：

有序集合中的獲取元素操作主要依賴于跳躍表。ZRANGE 操作從跳躍表的頭部開始，按照給定的評分范圍返回符合條件的元素。ZREVRANGE 操作則從跳躍表的尾部開始，按照給定的評分范圍返回符合條件的元素。

刪除元素（ZREM）：

刪除元素操作首先通過哈希表找到對應元素，然后在跳躍表中刪除該元素。Redis 只需要刪除哈希表中的指向該元素的指針，跳躍表中的元素會自動上移。

更新元素評分（ZINCRBY）：

更新元素評分操作僅需修改哈希表中對應元素的評分，然后重新計算跳躍表中元素的位置。

獲取有序集合長度（ZCARD）：

有序集合長度的操作直接查詢哈希表中的鍵值對數量。

隨機獲取元素（ZRANDMEMBER）：

隨機獲取元素操作首先從哈希表中隨機選擇一個元素，然后在該元素所在的跳躍表區間內隨機選擇一個元素。

通過以上操作，Redis 實現了高效有序集合（Sorted Set）的數據結構，提供了高性能的排序和范圍查找功能。

2、實戰

要使用 Spring Boot 和 Redis 實現排行榜功能，你可以遵循以下步驟：

引入依賴

在你的 Spring Boot 項目的 pom.xml 文件中，添加以下依賴：

  
      
        org.springframework.boot  
        spring-boot-starter-data-redis  
      
 

配置 Redis

在 application.properties 或 application.yml 文件中配置 Redis 連接信息：

# application.properties  
spring.redis.host=localhost  
spring.redis.port=6379  

# application.yml  
spring:  
  redis:  
    host: localhost  
    port: 6379  

創建 Redis 模板

創建一個 RedisTemplate Bean：

import org.springframework.context.annotation.Bean;  
import org.springframework.context.annotation.Configuration;  
import org.springframework.data.redis.connection.RedisConnectionFactory;  
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;  
import org.springframework.data.redis.serializer.GenericJackson2JsonRedisSerializer;  
import org.springframework.data.redis.serializer.StringRedisSerializer;
@Configuration  
public class RedisConfig {
    @Bean  
    public RedisTemplate redisTemplate(RedisConnectionFactory redisConnectionFactory) {  
        RedisTemplate redisTemplate = new RedisTemplate<>();  
        redisTemplate.setConnectionFactory(redisConnectionFactory);  
        redisTemplate.setKeySerializer(new StringRedisSerializer());  
        redisTemplate.setValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());  
        redisTemplate.setHashKeySerializer(new StringRedisSerializer());  
        redisTemplate.setHashValueSerializer(new GenericJackson2JsonRedisSerializer());  
        return redisTemplate;  
    }  
}

創建排行榜實體類

創建一個排行榜實體類，包含用戶 ID、分數等信息：

import java.io.Serializable;
public class RankingEntity implements Serializable {
    private String userId;  
    private double score;
    // 構造方法、getter 和 setter 

實現 Redis 排行榜操作

創建一個服務類，實現排行榜的相關操作，如添加分數、查詢排名等：

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;  
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;  
import org.springframework.data.redis.core.ValueOperations;  
import org.springframework.stereotype.Service;
import java.util.concurrent.TimeUnit;
@Service  
public class RankingService {
    @Autowired  
    private RedisTemplate redisTemplate;
    private static final String RANKING_KEY = "ranking_list";
    /**  
     * 添加分數  
     * @param userId 用戶 ID  
     * @param score 分數  
     */  
    public void addScore(String userId, double score) {  
        ValueOperations valueOperations = redisTemplate.opsForValue();  
        valueOperations.set(RANKING_KEY + ":" + userId, score, 60, TimeUnit.SECONDS);  
    }
    /**  
     * 查詢排名  
     * @return 排名列表  
     */  
    public List