Redis的ZSET（有序集合）是一個非常有用的數據結構，它允許你在一個有序集合中存儲元素，并且每個元素都有一個分數。ZSET在分布式系統中有多種應用場景，下面是一些常見的用法：

1. 分布式隊列

ZSET可以用作一個分布式隊列。通過將任務作為元素添加到ZSET中，并設置一個時間戳作為分數，可以實現任務的優先級調度和自動過期處理。

import redis
import time

r = redis.Redis()

# 添加任務到隊列
task_id = "task123"
priority = 1
r.zadd("queue", {task_id: priority})

# 處理任務
while True:
    # 獲取并移除優先級最高的任務
    _, task_id = r.zpopmin("queue")
    if task_id:
        print(f"Processing task: {task_id}")
        # 模擬任務處理時間
        time.sleep(2)
    else:
        break

2. 分布式鎖

ZSET可以用于實現分布式鎖。通過將鎖標識作為元素添加到ZSET中，并設置一個過期時間，可以確保鎖在超時后自動釋放。

import redis
import time

r = redis.Redis()

lock_id = "lock:my_resource"
lock_ttl = 10

# 嘗試獲取鎖
acquired = r.zadd("lock_set", {lock_id: time.time()})
if acquired:
    try:
        # 執行業務邏輯
        print("Lock acquired, executing business logic...")
        time.sleep(5)
    finally:
        # 釋放鎖
        r.zrem("lock_set", lock_id)
else:
    print("Failed to acquire lock")

3. 分布式計數器

ZSET可以用于實現分布式計數器。通過將計數器的鍵作為元素添加到ZSET中，并設置一個分數，可以實現計數器的自增和自減操作。

import redis

r = redis.Redis()

counter_key = "my_counter"

# 自增計數器
r.zadd(counter_key, {"increment_key": 1})

# 自減計數器
r.zadd(counter_key, {"decrement_key": -1})

# 獲取當前計數器值
current_value = r.zcard(counter_key)
print(f"Current counter value: {current_value}")

4. 分布式排行榜

ZSET可以用于實現分布式排行榜。通過將用戶ID或物品ID作為元素添加到ZSET中，并設置一個分數，可以實現排行榜的排名功能。

import redis

r = redis.Redis()

# 添加用戶分數
user_id = "user123"
score = 100
r.zadd("leaderboard", {user_id: score})

# 獲取排行榜前10名
top_users = r.zrevrange("leaderboard", 0, 9, withscores=True)
print("Top 10 users:")
for user, score in top_users:
    print(f"{user}: {score}")

總結

Redis的ZSET在分布式系統中具有廣泛的應用場景，包括分布式隊列、分布式鎖、分布式計數器和分布式排行榜等。通過合理利用ZSET的特性，可以有效地解決分布式系統中的各種問題。