Redis的bitmap從基礎(chǔ)到業(yè)務(wù)

印度阿三17 2021-03-17

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一、位與字節(jié)

1個字節(jié)（byte）等于8個位（bit）。（計算機常識）。

二、string與bitmap

Redis里的bitmap是屬于string這個數(shù)據(jù)類型里的?？梢詇elp進行查看bit相關(guān)api。
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三、bitmap的api

1、setbit

稍微解釋下，setbit 三個參數(shù)，第一個是key，第二個是偏移量，也就是在第幾個位（從0開始）上寫value，第三個是值（這個值只支持0和1，因為是位，二進制。如果你寫了大于1的數(shù)或者小于0的數(shù)，會報錯的，不信的自己嘗試。）

get b1是個@符號，因為get取的不是位，所以不是0和1，而是ASCII碼里的值，所以在ASCII碼里對應(yīng)的是@。（二進制轉(zhuǎn)10進制，然后去ASCII碼表里看，是@）
setbit b1 1 1其實對應(yīng)的是（因為每個字節(jié)8個位）：0 1 0 0 0 0 0 0
那我們在setbit b1 7 1，其實對應(yīng)的就是：0 1 0 0 0 0 0 1，這時候gei b1就是A了，因為這個01000001在ASCII里對應(yīng)的是大寫A

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那么繼續(xù)setbit b1 9 1呢？每個字節(jié)等于8位，你這個9相當于第10位，一個字節(jié)放不下了，這時候就會開辟兩個字節(jié)來存儲，會變成如下
0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0
然后get b1就又是@了

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2、bitpos

含義：查找第start字節(jié)到end字節(jié)之間的值為bit（0/1）的偏移量（匹配到的位的下標，從0開始）。

bitpos 四個參數(shù)：key、要找的值（0/1）、從第幾個字節(jié)（1個字節(jié)=8bit）開始找、到第幾個字節(jié)結(jié)束

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注意：最后兩個參數(shù)是從第幾個字節(jié)到第幾個字節(jié)，這里是字節(jié)，可不是位。剛才b1來看，我們setbit了三次，分別是1 7 9，1和7在第一個字節(jié)上（因為1字節(jié)=8位），9在第二個字節(jié)上。所以可以寫：bitpos b1 1 0 1，代表在b1這個key上找第一個字節(jié)到第二個字節(jié)之間第一次值為1的位的下標（也稱偏移量）。

3、bitcount

含義：統(tǒng)計start到end字節(jié)中二進制值為1的個數(shù)。
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4、bitop

4.1、概述

可以將多個bitmap進行按位與、按位或的操作，形成一個新的bit。

為了演示按位與和按位或，這里初始化兩個bitmap

4.2、and

將b2和b3兩個key進行按位與操作，結(jié)果存到andkey里

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為什么andkey是個@？
b2:0100 0001
b3:0100 0010
b2 & b3:
0100 0000
換成10進制是64，在ASCII碼表里這不就是@嘛？？！??！

4.3、or

將b2和b3兩個key進行按位或操作，結(jié)果存到orkey里

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跟上面按位與一樣，自己算按位或后的二進制，在轉(zhuǎn)換為10進制，得到67，ASCII碼表里67是C

四、利用bitmap完成需求

1、統(tǒng)計某用戶登錄天數(shù)

需求：統(tǒng)計出每個用戶的登錄天數(shù)，且支持隨即查看哪天是否登錄過。

需求分析：
假設(shè)每年400天，1byte=8bit。那么每個字節(jié)能存8天的記錄，400/8=50，也就是說50個字節(jié)就能記錄某個人的一年登錄狀態(tài)。

具體實現(xiàn)：
假設(shè)zhangsan這個用戶在第2、8、50、365天登錄了，那么先setbit進去（假設(shè)zhangsan的用戶id為123）

# 第2天
127.0.0.1:6380[2]> setbit 123 1 1
# 第8天
127.0.0.1:6380[2]> setbit 123 7 1
# 第50天
127.0.0.1:6380[2]> setbit 123 49 1
# 第364天
127.0.0.1:6380[2]> setbit 123 364 1

然后我們可以采取getbit來獲取某一天是否登錄。還可以利用bitcount來統(tǒng)計他今年登錄了多少天。

# 查看123這個用戶第50天是否登錄
127.0.0.1:6380[2]> getbit 123 49
1
# 查看123這個用戶到今年目前為止最后16天登錄了幾天。之所以-2 -1能管用是因為反向索引，string篇幅說了
127.0.0.1:6380[2]> bitcount 123 -2 -1
1
# 查看123這個用戶今年前八天登錄了幾天
127.0.0.1:6380[2]> bitcount 123 0 0
2
# 查看123這個用戶今年全年登錄了多少天
127.0.0.1:6380[2]> bitcount 123
4

最后我們可以驗證下到底用了多少byte存儲的這個用戶的全年記錄，可以發(fā)現(xiàn)46字節(jié)而已。
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2、查看活躍用戶總數(shù)

需求：比如要查看活躍用戶，指定日期區(qū)間，在這區(qū)間登錄過就算活躍。

需求分析：
假設(shè)xiaoming在20200320和20200321這兩天登錄了，而xiaohong只在20200321這一天登錄了。那要怎么存儲呢？首先這個是要以日期作為key，value需要是用戶id所占的bit偏移量位置，比如這兩個用戶xiaoming占用字節(jié)里的第2位，也就是1，因為從0開始。再比如xiaohong占用字節(jié)里的第10位，也就是9。
PS：這個位怎么算都行，只要保證每個用戶所占的字節(jié)偏移量不重復就行（也就是bit位置不重復就行），比如1000w個用戶，那就每個用戶id00w也能得到唯一的一個偏移量。
現(xiàn)在知道xiaoming在第2位，小紅在第10位，也知道了他們哪天登錄過，所以上代碼

具體實現(xiàn)：

# xiaoming在20200320登錄
127.0.0.1:6380[2]> setbit 20200320 1 1
#  xiaoming在20200321登錄
127.0.0.1:6380[2]> setbit 20200321 1 1
#  xiaohong在20200321登錄
127.0.0.1:6380[2]> setbit 20200321 9 1

需求是：在這兩天的任意一天登錄過就算活躍用戶，soeay，直接bitop按或運算完事。然后bitcount統(tǒng)計出人數(shù)。

127.0.0.1:6380[2]> bitop or result 20200320 20200321
# 結(jié)果2人
127.0.0.1:6380[2]> bitcount result
2

疑問：連userid都沒有我只統(tǒng)計人數(shù)有啥用？這需求不可能存在。
回復：搞促銷，登錄送禮品。數(shù)據(jù)庫里10E用戶，你準備多少禮品？10E份？虧大發(fā)。僵尸用戶可能占用一大半。所以需要統(tǒng)計出活躍用戶，然后根據(jù)活躍用戶的數(shù)量在乘以一個比例算出合適的禮品數(shù)量。