马克社区,马克吐温社区,马克java社区Redis实战(6)-数据结构Set实战之获取随机乱序唯一的试卷题目

Redis实战(6)-数据结构Set实战之获取随机乱序唯一的试卷题目

作者：修罗debug
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摘要：缓存中间件Redis拥有许多丰富、重要且有趣的数据结构，集合Set便是其中的一个佼佼者，其核心特性跟JavaSE集合体系中的Set几乎一毛一样，即“无序”且“唯一”，当我们向集合Set伸手要一个元素时，其底层会随机地给我们发一个元素！本文我们将继续给各位小伙伴介绍并实战另外一种典型的业务场景~从“考试系统”中获取随机、乱序且唯一的试卷题目列表。

内容：“考试”对于很多小伙伴来说应该并不陌生，像小学升初中考试、高中升大学考试、大学期间的各种各样的考试、如今许多人报名学车“科目一”的考试以及各种培训考证涉及的考试等等，或多或少相信大家都有经历过！

一份试卷，其核心就在于“题目”，对于监考方以及出题方而言，如何降低学员考试期间的“作弊”率则是最令人头疼的问题，不知什么时候，有位“人才”想出了一种颇有成效的方法，那就是“尽量让每位考生拿到的试卷题目是一样的（当然啦，题目总数是一样）”

现在大部分的“在线考试系统”也几乎是采取了这种方式，即考生成功登录“考试系统”后，展现在每个考生面前的试卷题目几乎是不一样的又或者题目是一样的，但是不同考生的题目顺序却完全是不一样的，即有差异性！有时候细想这种方式，不得不说真是一种不错的用于预防考生现场交头接耳作弊的法子（真TN是个天才！），

接下来，我们将基于缓存中间件Redis的集合Set实战实现“在线考试系统”中这一典型的业务场景，即获取随机、唯一且乱序的试卷题目列表，其核心业务流程如下图所示：

从该业务流程图中，我们将主要做两件事情：

A、项目启动后从数据库DB中拉出所有的试卷题目列表，并将其塞入缓存Set集合中

B、开发一请求方法，用于从缓存中获取随机、无序且唯一的 N 道试题，并将其返回给当前成功登录考试系统的考生！

（1）工欲善其事，同样也是必先利其器，首先我们需要建立一数据库表“试卷题目表”，用于存储管理员新增的题目信息，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 '问题标题',
  `choice_a` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '选项A',
  `choice_b` varchar(100) CHARACTER SET utf8mb4 DEFAULT NULL COMMENT '选项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='试卷题目表';

采用Mybatis逆向工程或者代码生成器可生成该数据库表的Entity实体类、Mapper操作接口以及用于操作动态SQL的Mapper.xml。除此之外，我们还在该数据库表中新增了一系列的题目（算是测试用例），如下图所示：

（2）紧接着，我们开发一个 ProblemService服务类，实现“项目启动后前往数据库DB拉取试卷题目列表，并将其塞入缓存集合Set中去”！同时，也在该服务类ProblemService中实现“从缓存集合Set中获取随机、乱序且唯一的N道题目列表”，其完整源代码如下所示：

/**试卷题目服务
 * @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:项目启动拉取出数据库中的题库，并塞入缓存Set集合中
    @PostConstruct
    public void init(){
        initDBToCache();
    }

    //TODO:拉取出数据库中的所有题目列表，并塞入缓存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("项目启动拉取出数据库中的题库，并塞入缓存Set集合中-发生异常：",e.fillInStackTrace());
        }
    }

    //TODO:从缓存中获取随机的、乱序的试题列表
    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("从缓存中获取随机的、乱序的试题列表-发生异常：",e.fillInStackTrace());
        }
        return problems;
    }
}

（3）之后，我们需要在SetController中开发一个请求方法，实现“考生成功登录后，从缓存集合Set中获取随机、无序且唯一的N道题目”，其完整源代码如下所示：

    //TODO:取出(不移除)随机问题库-固定数量的随机试卷题目
    @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) 即为“从缓存集合Set中获取随机的total道题目列表”，其源代码如下所示：

    //TODO:从问题库中取出固定数量的随机的、乱序试题列表
    public Set<Problem> getRandomProblems(Integer total) throws Exception{
        return problemService.getRandomEntitys(total);
    }

最终你会发现“前面巴拉巴拉说了一大堆，核心重点就只是调用了SetOperations”中的这一API/方法：

setOperations.distinctRandomMembers(Constant.RedisSetProblemsKey,total);

即对应着Redis中Set的SRANDMEMBER命令！该命令的作用以及用法我们在上一篇文章中已经介绍过了，如下图所示：

最后，我们打开Postman对其进行一波测试，如下几张图所示：

好了，本篇文章我们就介绍到这里了，建议各位小伙伴一定要照着文章提供的样例代码撸一撸，只有撸过才能知道这玩意是咋用的，否则就成了“空谈者”！

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补充:

1、本文涉及到的相关的源代码可以到此地址，check出来进行查看学习：

https://gitee.com/steadyjack/SpringBootRedis

2、目前Debug已将本文所涉及的内容整理录制成视频教程，感兴趣的小伙伴可以前往观看学习：https://www.fightjava.com/web/index/course/detail/12

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