Rancang leaderboard real-time kanggo jutaan pemain

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

**Nganggo Redis sorted set (ZSET) sing dikunci miturut skor: rank lan top-N dadi operasi bawaan O(log N), mula sampeyan ora tau ngurutake jutaan row saben request.** ZSET njaga anggota tetep urut miturut skor kanthi otomatis; kuwi persis apa iku leaderboard.

## Arsitektur

```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)
```

## Cara kerjane

- **ZADD** nge-upsert skor pemain ing O(log N). Redis njaga urutan liwat **skip list**, mula ora perlu ngurut maneh.
- **Top-N**: `ZREVRANGE board 0 99 WITHSCORES` mbalekake 100 teratas ing O(log N + 100).
- **Rank sampeyan**: `ZREVRANK board user` menehi posisi berbasis-0; **around-me** yaiku `ZREVRANGE rank-5 rank+5` — irisan pemain sing cedhak sampeyan.
- **Durabilitas**: Redis iku ing memori. Aktifake **AOF** (append-only file) kanggo replay, lan kanthi asinkron cerminake skor menyang **Postgres** minangka cathetan sistem sing sejati, supaya kelangan Redis bisa dipulihake.

## Sharding kanggo jutaan pangguna

Siji ZSET nyekel puluhan yuta anggota kanthi apik (kaiket memori, ~100MB kanggo 1 yuta entri). Ngluwihi kuwi, utawa kanggo skala global, **shard miturut range skor** (0–1rb, 1rb–10rb…) supaya saben shard minangka pita sing sambung — top-N global mung maca shard teratas. Aja nge-shard miturut hash pangguna: nggabung maneh rank ing shard acak iku larang.

## Sudut pandang wawancara

Pewawancara pengin ndeleng sampeyan **njangkau struktur data sing bener** tinimbang `ORDER BY score LIMIT 100` ing SQL (sing ngurut maneh saben hit lan mati ing beban tulisan). Jawaban apik nyebutake ZSET; jawaban apik banget nyakup **query around-me, seri (ties), persistensi, lan strategi shard**. Jebakan klasik: lali yen Redis iku labil lan nganggep minangka sumber kebeneran — restart mbusak board yen ora ana AOF/RDB utawa cerminan DB.

## Trade-off & kegagalan

- **Seri (ties).** Skor sing padha diurutake miturut anggota kanthi leksikografis, sing katon acak. Enkode tiebreaker menyang skor (contone `score * 1e13 - timestamp`) supaya sing luwih dhisik entuk rank luwih dhuwur.
- **Hot key.** Siji ZSET global iku siji key ing siji shard — hotspot tulisan. Buffer/batch `ZADD`, utawa nganggo board sing di-bucket wektu (saben dina/minggu) kanggo nyebar beban.
- **Konsistensi.** Pamaca bisa keri saka cerminan DB asinkron pirang-pirang detik — apik kanggo leaderboard, ora kanggo pembayaran; rekonsiliasi saka Postgres sadurunge menehi hadiah.
- **Biaya memori.** Jutaan anggota ngentekake RAM tenanan; kadaluwarsakake board musiman nganggo TTL.
- **Nalika ora usah:** leaderboard sing isine sawetara ewu lan diseger saben menit apik minangka query SQL sing di-cache — Redis ZSET moncer nalika tulisan terus-terusan lan rank kudu sanalika.

Arsitektur

Cara kerjane

Sharding kanggo jutaan pangguna

Sudut pandang wawancara

Trade-off & kegagalan

Pitakon sing gegandhengan