Dizajnirajte real-time ljestvicu za milijune igrača

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Koristite Redis sorted set (ZSET) ključan po rezultatu: rang i top-N postaju ugrađene O(log N) operacije, pa nikada ne sortirate milijune redaka po zahtjevu.** ZSET automatski drži članove poredane po rezultatu; to je točno ono što je ljestvica.

## Arhitektura

```text
Game svc ──ZADD score──▶ Redis ZSET (sorted by score) ──ZREVRANGE 0 99──▶ Top-100 API
                              │
                              ├─ ZREVRANK user ─▶ "your rank" (around-me: rank±5)
                              └─ AOF/RDB + async ─▶ Postgres (durable source of truth)
```

## Kako funkcionira

- **ZADD** upserta igračev rezultat u O(log N). Redis održava poredak putem **skip liste**, pa nije potrebno ponovno sortiranje.
- **Top-N**: `ZREVRANGE board 0 99 WITHSCORES` vraća top 100 u O(log N + 100).
- **Vaš rang**: `ZREVRANK board user` daje 0-based poziciju; **around-me** je `ZREVRANGE rank-5 rank+5` — isječak igrača blizu vas.
- **Trajnost**: Redis je in-memory. Uključite **AOF** (append-only file) za replay i asinkrono zrcalite rezultate u **Postgres** kao pravi sustav zapisa, tako da je gubitak Redisa oporaviv.

## Sharding za milijune korisnika

Jedan ZSET drži desetke milijuna članova bez problema (memorijski ograničen, ~100 MB za 1M unosa). Iznad toga, ili za globalnu skalu, **shardirajte po rasponu rezultata** (0–1k, 1k–10k…) tako da je svaki shard kontinuirani pojas — globalni top-N čita samo gornji shard. Izbjegavajte sharding po hashu korisnika: rekombiniranje rangova preko nasumičnih shardova je skupo.

## Perspektiva intervjua

Ispitivač želi vidjeti da **posežete za pravom strukturom podataka** umjesto `ORDER BY score LIMIT 100` na SQL-u (koji ponovno sortira pri svakom pogotku i umire pod opterećenjem upisa). Dobri odgovori imenuju ZSET; odlični pokrivaju **around-me upite, izjednačene rezultate, persistenciju i strategiju shardinga**. Klasična zamka: zaboraviti da je Redis volatilan i tretirati ga kao izvor istine — restart briše ljestvicu osim ako postoji AOF/RDB ili DB zrcalo.

## Kompromisi i neuspjesi

- **Izjednačeni rezultati.** Jednaki rezultati poredaju se leksikografski po članu, što izgleda nasumično. Ugradite tiebreaker u rezultat (npr. `score * 1e13 - timestamp`) tako da raniji dostignuti rangiraju više.
- **Vrući ključ.** Jedan globalni ZSET je jedan ključ na jednom shardu — write hotspot. Bufferirajte/batchirajte `ZADD`-ove ili koristite vremenski segmentirane ljestvice (dnevne/tjedne) za širenje opterećenja.
- **Konzistentnost.** Čitanja mogu zaostajati za async DB zrcalom sekundama — u redu za ljestvice, ne za isplate; uskladite iz Postgresa prije dodjele nagrada.
- **Trošak memorije.** Milijuni članova koštaju pravi RAM; isteknite sezonske ljestvice TTL-ovima.
- **Kada ne:** ljestvica od nekoliko tisuća osvježena svake minute u redu je kao cachirani SQL upit — Redis ZSET blista kad su upisi stalni i rang mora biti trenutan.

Arhitektura

Kako funkcionira

Sharding za milijune korisnika

Perspektiva intervjua

Kompromisi i neuspjesi

Povezana pitanja