从有序集合随机取一个值，应该用什么方案？

今天做了一个小实验，起因如下：

先在redis里构造了测试数据，如下：

> zadd my_zset_999 1 35570
(integer) 1
> zadd my_zset_999 2 40617
(integer) 1
> zadd my_zset_999 3 40956
(integer) 1
> zadd my_zset_999 4 41151
(integer) 1
>
> zrange my_zset_999 0 -1 WITHSCORES
1) "35570"
2) "1"
3) "40617"
4) "2"
5) "40956"
6) "3"
7) "41151"
8) "4"
>
> zrange my_zset_999 0 -1
1) "35570"
2) "40617"
3) "40956"
4) "41151"

测试方法就是很简单的计算程序运行时间。

$t1 = microtime(true);
// 代码片段
$t2 = microtime(true);
$t = $t2 - $t1;

方法1
zrange key 0 -1 取出所有的值
array_rand() 从数组中随机取出一个值

方法2
zcount key -inf +inf 计算该集合有多少个元素（cnt）
rand(1, cnt) 生成一个随机数（random）
zrangebyscore key random random

方法3：对方法2的改造
zcard key 计算该集合有多少个元素（cnt）
rand(1, cnt) 生成一个随机数（random）
zrangebyscore key random random

方法4：对方法1的改造
zrangebyscore key -inf +inf
array_rand() 从数组中随机取出一个值

方法 1 和方法 4 都是先取出有序集合的所有值，再随机取出一个值；
方法 2 和方法 3 则是随机从有序集合中取出一个值。

下面是各方法的运行时间对比。

方法 2 和方法 3，即 zcount 和 zcard 的运行时间对比：

可以看出 zcount 比 zcard 的波动大，且用时长，所以淘汰方法2，这是因为 zcard 的时间复杂度是 O(1)，而 zcount 的时间复杂度是 O(log(N))。

方法 1 和方法 3，即 zrange 和 zrangebyscore 的运行时间对比：

可以看出方法 2 比方法 1 要快一些。那如果把方法 1 改成用 zrangebyscore 取出所有值，再随机取元素呢，也就是方法 4，再比较方法 4 和方法 3 的运行时间：

可以看到方法 4 比方法 3 快一些，再用 ab 测试工具测一下

# 模拟100个并发用户，对一个资源发送100个请求。
ab -c 100 -n 100 url

方法 4 的测试结果如下：

Server Software:        nginx/1.15.11
Server Hostname:        127.0.0.1
Server Port:            80

Document Path:          test1.php
Document Length:        38 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   0.520 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        0
Non-2xx responses:      100
Total transferred:      23400 bytes
HTML transferred:       3800 bytes
Requests per second:    192.25 [#/sec] (mean)
Time per request:       520.161 [ms] (mean)
Time per request:       5.202 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          43.93 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       18   25   5.6     26      35
Processing:    41  219  87.1    219     359
Waiting:       41  219  87.4    219     359
Total:         60  245  92.3    246     393

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    246
  66%    296
  75%    326
  80%    340
  90%    372
  95%    392
  98%    392
  99%    393
 100%    393 (longest request)

方法 3 的测试结果如下：

Server Software:        nginx/1.15.11
Server Hostname:        127.0.0.1
Server Port:            80

Document Path:          /test2.php
Document Length:        38 bytes

Concurrency Level:      100
Time taken for tests:   0.526 seconds
Complete requests:      100
Failed requests:        0
Non-2xx responses:      100
Total transferred:      23400 bytes
HTML transferred:       3800 bytes
Requests per second:    189.97 [#/sec] (mean)
Time per request:       526.390 [ms] (mean)
Time per request:       5.264 [ms] (mean, across all concurrent requests)
Transfer rate:          43.41 [Kbytes/sec] received

Connection Times (ms)
              min  mean[+/-sd] median   max
Connect:       16   23   3.8     25      31
Processing:    36  216  89.5    220     372
Waiting:       36  216  89.2    220     372
Total:         54  239  92.9    245     403

Percentage of the requests served within a certain time (ms)
  50%    245
  66%    295
  75%    316
  80%    333
  90%    362
  95%    374
  98%    402
  99%    403
 100%    403 (longest request)

通过 Time taken for tests、Requests per second 等结果，可以看出方法 4 比方法 3 的性能更高一些。

也就是先取出所有元素，再随机取出一个值 和 构造一个随机数取出一个元素 这两种方案，前者更好一些。

到这里就结束了吗？并没有~

最终结果就是不采用有序集合这种数据结构了，用列表或集合这种数据结构即可。因为有序集合 zset 还要构造 score 值，比如插入元素，要查出最大的score值，再加 1。
既然需求只是从一堆元素中随机取一个值，用列表或集合这种数据结构就能满足所需了。

原文地址：https://www.cnblogs.com/sunshineliulu/p/12399213.html