Redis有序集合实现Web应用在线人数统计：核心命令与完整流程详解

在线人数统计是许多Web应用的基础功能之一，其实现方案多样。本文将介绍一种在实践中常用且高效的方案：基于 Redis 有序集合（Sorted Set，简称zset）来实现。该方案逻辑清晰，性能出色，主要围绕 zadd、zrangeByScore、zremrangeByScore、zrem 四个核心命令展开。

1. 如何判定用户在线状态？

判定逻辑与网站类型密切相关：

• 需登录的网站：通常根据用户Token（或Session）的有效性来判断。用户登录后，其Token即代表在线状态。
• 公开网站（无需登录）：需要自定义规则来识别唯一用户。常见方式包括IP地址、设备ID（deviceId）、浏览器指纹等，其中推荐使用浏览器指纹方案。
  • 浏览器指纹：通过组合用户代理字符串、屏幕分辨率、时区、安装的插件等信息生成一个唯一标识。可以使用现成的JavaScript库（如FingerprintJS）简化实现。

// 使用FingerprintJS获取访客唯一ID示例
import FingerprintJS from '@fingerprintjs/fingerprintjs';

FingerprintJS.load().then(fp => {
  fp.get().then(result => {
    const visitorId = result.visitorId; // 获取唯一指纹ID
    console.log(visitorId);
    // 可将此ID通过Cookie或Header传递到后端
  });
});

后端服务获取到此唯一ID后，即可将其作为用户的标识符进行后续处理。

2. zadd命令：添加/更新在线用户

命令简介：ZADD key score member，向有序集合key中添加一个成员member，其分数为score。若成员已存在，则更新其分数。
应用逻辑：每次用户访问（或心跳）时，将其标识符（如Token或指纹ID）加入集合，并以当前时间戳+预设超时时间作为分数。这确保了同一用户只有最新的登录态被记录。

// 示例：使用Spring Boot环境下的Redis操作
// expireTimeout为预设的令牌超时时间（秒）
LocalDateTime expireTime = LocalDateTime.now().plusSeconds(expireTimeout);
String expireTimeStr = DateUtil.formatFullTime(expireTime); // 格式化为时间戳字符串
// 添加或更新用户令牌到有序集合 “user.online” 中
redisTemplate.opsForZSet().add("user.online", userToken, Double.parseDouble(expireTimeStr));

3. zrangeByScore命令：查询在线人数

命令简介：ZRANGEBYSCORE key min max，返回有序集合key中，分数介于min和max之间的所有成员。
应用逻辑：要查询当前所有在线用户，只需查询分数大于当前时间戳的成员集合，该集合的大小即为在线人数。

// 获取当前时间戳
String now = DateUtil.formatFullTime(LocalDateTime.now());
// 查询分数从当前时间到正无穷(+inf)的所有成员
Set<String> onlineUsers = redisTemplate.opsForZSet().rangeByScore("user.online", Double.parseDouble(now), Double.POSITIVE_INFINITY);
int onlineCount = onlineUsers.size(); // 在线人数

4. zremrangeByScore命令：定时清理离线用户

命令简介：ZREMRANGEBYSCORE key min max，移除有序集合key中，分数介于min和max之间的所有成员。
应用逻辑：由于有序集合不会自动移除过期成员，需要设立一个定时任务，定期清理分数小于当前时间戳（即已过期）的成员。

// 定时任务中执行清理
@Scheduled(fixedDelay = 60000) // 例如每分钟执行一次
public void cleanExpiredUsers() {
    String now = DateUtil.formatFullTime(LocalDateTime.now());
    // 移除分数从负无穷(-inf)到当前时间的所有成员（即已过期的用户）
    redisTemplate.opsForZSet().removeRangeByScore("user.online", Double.NEGATIVE_INFINITY, Double.parseDouble(now));
}

5. zrem命令：用户主动退出时移除

命令简介：ZREM key member，移除有序集合key中的一个或多个指定成员。
应用逻辑：当用户主动退出登录时，应立即将其从在线集合中移除，确保状态实时准确。

// 用户退出登录时调用
public void logout(String userToken) {
    redisTemplate.opsForZSet().remove("user.online", userToken);
}

方案小结

本方案的核心思路是：创建一个以用户标识为成员（member）、以过期时间戳为分数（score）的Redis有序集合。通过分数范围查询轻松统计在线人数，并借助定时任务与主动删除机制维护集合的清洁。该方案实现巧妙、简单，且能依托 Redis 的高性能支撑高并发场景，是构建在 Spring Boot 等现代Web框架中实现实时在线统计的优选方案。