Redis實戰(zhàn)(6)-數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Set實戰(zhàn)之獲取隨機亂序唯一的試卷題目

作者： 修羅debug
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摘要：緩存中間件Redis擁有許多豐富、重要且有趣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，集合Set便是其中的一個佼佼者，其核心特性跟JavaSE集合體系中的Set幾乎一毛一樣，即“無序”且“唯一”，當我們向集合Set伸手要一個元素時，其底層會隨機地給我們發(fā)一個元素！本文我們將繼續(xù)給各位小伙伴介紹并實戰(zhàn)另外一種典型的業(yè)務場景~從“考試系統(tǒng)”中獲取隨機、亂序且唯一的試卷題目列表。

內(nèi)容：“考試”對于很多小伙伴來說應該并不陌生，像小學升初中考試、高中升大學考試、大學期間的各種各樣的考試、如今許多人報名學車“科目一”的考試 以及 各種培訓考證涉及的考試等等，或多或少相信大家都有經(jīng)歷過！

一份試卷，其核心就在于“題目”，對于監(jiān)考方以及出題方而言，如何降低學員考試期間的“作弊”率則是最令人頭疼的問題，不知什么時候，有位“人才”想出了一種頗有成效的方法，那就是“盡量讓每位考生拿到的試卷題目是一樣的（當然啦，題目總數(shù)是一樣）”

現(xiàn)在大部分的“在線考試系統(tǒng)”也幾乎是采取了這種方式，即考生成功登錄“考試系統(tǒng)”后，展現(xiàn)在每個考生面前的試卷題目幾乎是不一樣的 又或者 題目是一樣的，但是不同考生的題目順序卻完全是不一樣的，即有差異性！有時候細想這種方式，不得不說真是一種不錯的 用于預防考生現(xiàn)場交頭接耳作弊 的法子（真TN是個天才?。?/span>

接下來，我們將基于緩存中間件Redis的集合Set實戰(zhàn)實現(xiàn)“在線考試系統(tǒng)”中這一典型的業(yè)務場景，即獲取隨機、唯一且亂序的試卷題目列表，其核心業(yè)務流程如下圖所示：


從該業(yè)務流程圖中，我們將主要做兩件事情：

A、項目啟動后從數(shù)據(jù)庫DB中拉出所有的試卷題目列表，并將其塞入緩存Set集合中

B、開發(fā)一請求方法，用于從緩存中獲取隨機、無序且唯一的 N 道試題，并將其返回給當前成功登錄考試系統(tǒng)的考生！

（1）工欲善其事，同樣也是必先利其器，首先我們需要建立一數(shù)據(jù)庫表“試卷題目表”，用于存儲管理員新增的題目信息，其DDL如下所示：

CREATE TABLE `problem` (
  `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT,
  `title` varchar(150) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '問題標題',
  `choice_a` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '選項A',
  `choice_b` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '選項B',
  `is_active` tinyint(4) DEFAULT '1' COMMENT '是否有效(1=是;0=否)',
  `order_by` tinyint(4) DEFAULT '0' COMMENT '排序',
  PRIMARY KEY (`id`),
  UNIQUE KEY `idx_title` (`title`) USING BTREE
) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8 COMMENT='試卷題目表';

采用Mybatis逆向工程或者代碼生成器可生成該數(shù)據(jù)庫表的Entity實體類、Mapper操作接口以及用于操作動態(tài)SQL的Mapper.xml。除此之外，我們還在該數(shù)據(jù)庫表中新增了一系列的題目（算是測試用例），如下圖所示：


（2）緊接著，我們開發(fā)一個 ProblemService服務類，實現(xiàn)“項目啟動后前往數(shù)據(jù)庫DB拉取試卷題目列表，并將其塞入緩存集合Set中去”！同時，也在該服務類ProblemService中實現(xiàn)“從緩存集合Set中獲取隨機、亂序且唯一的N道題目列表”，其完整源代碼如下所示：

/**試卷題目服務
 * @Author:debug (SteadyJack)
 * @Link: weixin-> debug0868 qq-> 1948831260
**/
@Service
public class ProblemService {
    private static final Logger log= LoggerFactory.getLogger(ProblemService.class);

    @Autowired
    private ProblemMapper problemMapper;

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    //TODO:項目啟動拉取出數(shù)據(jù)庫中的題庫，并塞入緩存Set集合中
    @PostConstruct
    public void init(){
        initDBToCache();
    }

    //TODO:拉取出數(shù)據(jù)庫中的所有題目列表，并塞入緩存Set集合中
    private void initDBToCache(){
        try {
            //redisTemplate.delete(Arrays.asList(Constant.RedisSetProblemKey,Constant.RedisSetProblemsKey));
            SetOperations<String,Problem> setOperations=redisTemplate.opsForSet();
            Set<Problem> set=problemMapper.getAll();
            if (set!=null && !set.isEmpty()){
                set.forEach(problem -> setOperations.add(Constant.RedisSetProblemKey,problem));
                set.forEach(problem -> setOperations.add(Constant.RedisSetProblemsKey,problem));
            }
        }catch (Exception e){
            log.error("項目啟動拉取出數(shù)據(jù)庫中的題庫，并塞入緩存Set集合中-發(fā)生異常：",e.fillInStackTrace());
        }
    }

    //TODO:從緩存中獲取隨機的、亂序的試題列表
    public Set<Problem> getRandomEntitys(Integer total){
        Set<Problem> problems=Sets.newHashSet();
        try {
            SetOperations<String,Problem> setOperations=redisTemplate.opsForSet();
            problems=setOperations.distinctRandomMembers(Constant.RedisSetProblemsKey,total);
        }catch (Exception e){
            log.error("從緩存中獲取隨機的、亂序的試題列表-發(fā)生異常：",e.fillInStackTrace());
        }
        return problems;
    }
}

（3）之后，我們需要在SetController中開發(fā)一個請求方法，實現(xiàn)“考生成功登錄后，從緩存集合Set中獲取隨機、無序且唯一的N道題目”，其完整源代碼如下所示：  

    //TODO:取出(不移除)隨機問題庫-固定數(shù)量的隨機試卷題目
    @RequestMapping(value = "problems/random",method = RequestMethod.GET)
    public BaseResponse getRandomProblems(@RequestParam Integer total){
        if (total<=0){
            return new BaseResponse(StatusCode.InvalidParams);
        }
        BaseResponse response=new BaseResponse(StatusCode.Success);
        try {
            response.setData(setService.getRandomProblems(total));

        }catch (Exception e){
            response=new BaseResponse(StatusCode.Fail.getCode(),e.getMessage());
        }
        return response;
    }

其中，setService.getRandomProblems(total) 即為“從緩存集合Set中獲取隨機的total道題目列表”，其源代碼如下所示：  

    //TODO:從問題庫中取出固定數(shù)量的隨機的、亂序試題列表
    public Set<Problem> getRandomProblems(Integer total) throws Exception{
        return problemService.getRandomEntitys(total);
    }

最終你會發(fā)現(xiàn)“前面巴拉巴拉說了一大堆，核心重點就只是調(diào)用了SetOperations”中的這一API/方法：  

setOperations.distinctRandomMembers(Constant.RedisSetProblemsKey,total);

即對應著Redis中Set的SRANDMEMBER命令！該命令的作用以及用法我們在上一篇文章中已經(jīng)介紹過了，如下圖所示：


最后，我們打開Postman對其進行一波測試，如下幾張圖所示：




好了，本篇文章我們就介紹到這里了，建議各位小伙伴一定要照著文章提供的樣例代碼擼一擼，只有擼過才能知道這玩意是咋用的，否則就成了“空談者”！

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補充:

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https://gitee.com/steadyjack/SpringBootRedis

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