Node.js、PostgreSQL、WebSocketでリアルタイムワークアウトリーダーボード

# docker-compose.yml
version: '3.8'
services:
  postgres:
    image: postgres:14-alpine
    restart: always
    environment:
      - POSTGRES_USER=admin
      - POSTGRES_PASSWORD=password
      - POSTGRES_DB=workout_leaderboard
    ports:
      - '5432:5432'
    volumes:
      - db_data:/var/lib/postgresql/data
  redis:
    image: redis:7-alpine
    restart: always
    ports:
      - '6379:6379'
    volumes:
      - redis_data:/data

volumes:
  db_data:
  redis_data:

docker-compose up -d

mkdir workout-leaderboard-api
cd workout-leaderboard-api
npm init -y
npm install express pg redis socket.io cors dotenv

// index.js
require('dotenv').config();
const express = require('express');
const http = require('http');
const { Server } = require("socket.io");
const cors = require('cors');
const { Pool } = require('pg');
const { createClient } = require('redis');

const app = express();
app.use(cors());
app.use(express.json());

const server = http.createServer(app);
const io = new Server(server, {
  cors: {
    origin: "*", // シンプルのためすべての origins を許可
  }
});

// PostgreSQL 接続
const pgClient = new Pool({
  user: 'admin',
  host: 'localhost',
  database: 'workout_leaderboard',
  password: 'password',
  port: 5432,
});
pgClient.on('connect', () => console.log('PostgreSQLに接続しました'));

 // Redis 接続
const redisClient = createClient({ url: 'redis://localhost:6379' });
redisClient.on('connect', () => console.log('Redisに接続しました'));
redisClient.on('error', err => console.log('Redisクライアントエラー', err));

// データベーススキーマの初期化
const initializeDatabase = async () => {
    await pgClient.query(`
        CREATE TABLE IF NOT EXISTS users (
            id SERIAL PRIMARY KEY,
            username VARCHAR(50) UNIQUE NOT NULL,
            created_at TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
        );

        CREATE TABLE IF NOT EXISTS workouts (
            id SERIAL PRIMARY KEY,
            user_id INTEGER REFERENCES users(id),
            score INTEGER NOT NULL,
            created_at TIMESTAMP WITH TIME ZONE DEFAULT CURRENT_TIMESTAMP
        );
    `);
    console.log("データベーステーブルが準備できました。");
};

const PORT = process.env.PORT || 3001;

server.listen(PORT, async () => {
  console.log(`サーバーがポート${PORT}で実行中です`);
  await pgClient.connect();
  await redisClient.connect();
  await initializeDatabase();
});

io.on('connection', (socket) => {
  console.log('ユーザーが接続しました:', socket.id);
  socket.on('disconnect', () => {
    console.log('ユーザーが切断されました:', socket.id);
  });
});

// server.listen()の前に以下を追加

const LEADERBOARD_KEY = 'workout_leaderboard';

// Redisからリーダーボードを取得する関数
const getLeaderboard = async () => {
    const rawLeaderboard = await redisClient.zRangeWithScores(LEADERBOARD_KEY, 0, 9, { REV: true });
    // REV付きZRANGEは最高スコアを先に返す。

    return rawLeaderboard.map(entry => ({
        username: entry.value,
        score: entry.score,
    }));
};

app.post('/score', async (req, res) => {
    const { userId, score } = req.body;

    if (!userId || score == null) {
        return res.status(400).json({ error: 'ユーザーIDとスコアは必須です。' });
    }

    try {
        // 1. PostgreSQLに書き込み（プライマリDB）
        await pgClient.query('INSERT INTO workouts(user_id, score) VALUES($1, $2)', [userId, score]);

        // 2. Redisソート済みセット内のスコアを更新
        // ZINCRBYはソート済みセット内のメンバーのスコアをインクリメント
        const newTotalScore = await redisClient.zIncrBy(LEADERBOARD_KEY, score, userId.toString());
        console.log(`ユーザー${userId}の新しい合計スコア: ${newTotalScore}`);

        // 3. 更新されたリーダーボードを取得してブロードキャスト
        const updatedLeaderboard = await getLeaderboard();
        io.emit('leaderboard_update', updatedLeaderboard); // 全クライアントに発行

        res.status(201).json({ success: true, newTotalScore });
    } catch (error) {
        console.error('スコアの送信エラー:', error);
        res.status(500).json({ error: '内部サーバーエラー' });
    }
});

app.get('/leaderboard', async (req, res) => {
    try {
        const leaderboard = await getLeaderboard();
        res.json(leaderboard);
    } catch (error) {
        console.error('リーダーボード取得エラー:', error);
        res.status(500).json({ error: '内部サーバーエラー' });
    }
});

<!-- public/index.html -->
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>リアルタイムワークアウトリーダーボード</title>
    <style>
        /* いくつかの基本的なスタイリングを追加 */
        body { font-family: sans-serif; padding: 20px; }
        h1 { text-align: center; }
        #leaderboard { list-style: none; padding: 0; max-width: 500px; margin: auto; }
        #leaderboard li { display: flex; justify-content: space-between; padding: 10px; border-bottom: 1px solid #ddd; }
        #leaderboard li:nth-child(1) { font-weight: bold; background-color: #ffd700; }
    </style>
</head>
<body>
    <h1>ライブワークアウトリーダーボード</h1>
    <ol id="leaderboard"></ol>

    <script src="https://cdn.socket.io/4.7.5/socket.io.min.js"></script>
    <script>
        const leaderboardList = document.getElementById('leaderboard');
        const API_URL = 'http://localhost:3001';

        // リーダーボードを描画する関数
        function renderLeaderboard(leaderboard) {
            leaderboardList.innerHTML = '';
            leaderboard.forEach((entry, index) => {
                const li = document.createElement('li');
                li.innerHTML = `<span>${index + 1}. ${entry.username}</span> <span>${entry.score}</span>`;
                leaderboardList.appendChild(li);
            });
        }

        // 初期リーダーボードデータをフェッチ
        async function fetchInitialLeaderboard() {
            try {
                const response = await fetch(`${API_URL}/leaderboard`);
                const data = await response.json();
                renderLeaderboard(data);
            } catch (error) {
                console.error('リーダーボードのフェッチに失敗しました:', error);
            }
        }

        // WebSocketサーバーに接続
        const socket = io(API_URL);

        socket.on('connect', () => {
            console.log('サーバーIDで接続しました:', socket.id);
        });

        // リアルタイム更新をリッスン
        socket.on('leaderboard_update', (leaderboard) => {
            console.log('リーダーボード更新を受け取りました:', leaderboard);
            renderLeaderboard(leaderboard);
        });

        socket.on('disconnect', () => {
            console.log('サーバーから切断されました');
        });

        // 初期読み込み
        fetchInitialLeaderboard();
    </script>
</body>
</html>
```このファイルを提供するには、`index.js`に以下を追加します：
```javascript
// index.js
app.use(express.static('public'));