如何优雅的实现在线人数统计功能？

一、前言

在线人数统计这个功能相信大家一眼就明白是啥，这个功能不难做，实现的方式也很多，这里说一下我常使用的方式：使用Redis的有序集合(zset)实现。

核心方法是这四个：zadd、zrangeByScore、zremrangeByScore、zrem。

二、实现步骤

1. 如何认定用户是否在线？

认定用户在线的条件一般跟网站有关，如果网站需要登录才能进入，那么这种网站就是根据用户的token令牌有效性判断是否在线；

如果网站是公开的，是那种不需要登录就可以浏览的，那么这种网站一般就需要自定一个规则来识别用户，也有很多方式实现如IP、deviceId、浏览器指纹，推荐使用浏览器指纹的方式实现。

浏览器指纹可能包括以下信息的组合：用户代理字符串 (User-Agent string)、HTTP请求头信息、屏幕分辨率和颜色深度、时区和语言设置、浏览器插件详情等。现成的JavaScript库，像 FingerprintJS 或 ClientJS，可以帮助简化这个过程，因为它们已经实现了收集上述信息并生成唯一标识的算法。

使用起来也很简单，如下：

// 安装：npm install @fingerprintjs/fingerprintjs

// 使用示例：
import FingerprintJS from '@fingerprintjs/fingerprintjs';

// 初始化指纹JS Library
FingerprintJS.load().then(fp => {
  // 获取访客ID
  fp.get().then(result => {
    const visitorId = result.visitorId;
    console.log(visitorId);
  });
});

这样就可以获取一个访问公开网站的用户的唯一ID了，当用户访问网站的时候，将这个ID放到访问链接的Cookie或者header中传到后台，后端服务根据这个ID标示用户。

2. zadd命令添加在线用户

1）zadd命令介绍

zadd命令有三个参数

• key：有序集合的名称。
• score1、score2 等：分数值，可以是整数值或双精度浮点数。
• member1、member2 等：要添加到有序集合的成员。

例子：向名为 myzset 的有序集合中添加一个成员：ZADD myzset 1 "one"

2）添加在线用户标识到有序集合中

// expireTime给用户令牌设置了一个过期时间
LocalDateTime expireTime = LocalDateTime.now().plusSeconds(expireTimeout);
String expireTimeStr = DateUtil.formatFullTime(expireTime);
// 添加用户token到有序集合中
redisService.zadd("user.active", Double.parseDouble(expireTimeStr), userToken);

由于一个用户可能户会重复登录，这就导致userToken也会重复，但为了不重复计算这个用户的访问次数，zadd命令的第二个参数很好的解决了这个问题。

我这里的逻辑是：每次添加一个在线用户时，利用当前时间加上过期时间计算出一个分数，可以有效保证当前用户只会存在一个最新的登录态。

3. zrangeByScore命令查询在线人数

1）zrangeByScore命令介绍

• key：指定的有序集合的名字。
• min 和 max：定义了查询的分数范围，也可以是 -inf 和 +inf（分别表示“负无穷大”和“正无穷大”）。

例子：查询分数在 1 到 3之间的所有成员：ZRANGEBYSCORE myzset 1 3

2）查询当前所有的在线用户

// 获取当前的日期
String now = DateUtil.formatFullTime(LocalDateTime.now());
// 查询当前日期到"+inf"之间所有的用户
Set<String> userOnlineStringSet = redisService.zrangeByScore("user.active", now, "+inf");

利用zrangeByScore方法可以查询这个有序集合指定范围内的用户，这个userOnlineStringSet也就是在线用户集，它的size就是在线人数了。

4. zremrangeByScore命令定时清除在线用户

1）zremrangeByScore命令介绍

• key：指定的有序集合的名字。
• min 和 max：定义了查询的分数范围，也可以是 -inf 和 +inf（分别表示“负无穷大”和“正无穷大”）。

例子：删除分数在 1 到 3之间的所有成员：ZREMRANGEBYSCORE myzset 1 3

2）定时清除在线用户

// 获取当前的日期
String now = DateUtil.formatFullTime(LocalDateTime.now());
// 清除当前日期到"-inf"之间所有的用户
redisService.zremrangeByScore(""user.active"","-inf", now);      

由于有序集合不会自动清理下线的用户，所以这里我们需要写一个定时任务去定时删除下线的用户。

5. zrem命令用户退出登录时删除成员

1）zrem命令介绍

• key：指定的有序集合的名字。
• members：需要删除的成员

例子：删除名为xxx的成员：ZREM myzset "xxx"

2）定时清除在线用户

// 删除名为xxx的成员
redisService.zrem("user.active", "xxx");      

删除 zset中的记录，确保主动退出的用户下线。

三、小结一下

这种方案的核心逻辑就是，创建一个在线用户身份集合为key，利用用户身份为member，利用过期时间为score，然后对这个集合进行增删改查，实现起来还是比较巧妙和简单的，大家有兴趣可以试试看。