在日常開發(fā)過程中，經(jīng)常會有一些 bool 類型數(shù)據(jù)需要存取。比如記錄用戶一年內(nèi)簽到的次數(shù)，簽了是 1，沒簽是 0。如果使用 key-value 來存儲，那么每個用戶都要記錄 365 次，當用戶成百上億時，需要的存儲空間將非常巨大。解決這個問題，可以使用redis中的位圖。

位圖（bitmap）同樣屬于 string 數(shù)據(jù)類型。Redis 中一個字符串類型的值最多能存儲 512 MB 的內(nèi)容，每個字符串由多個字節(jié)組成，每個字節(jié)又由 8 個 Bit 位組成。位圖結(jié)構(gòu)正是使用“位”來實現(xiàn)存儲的，它通過將比特位設(shè)置為 0 或 1來達到數(shù)據(jù)存取的目的，這大大增加了 value 存儲數(shù)量，它存儲上限為2^32。

位圖本質(zhì)上就是一個普通的字節(jié)串，也就是 bytes 數(shù)組。您可以使用getbit/setbit命令來處理這個位數(shù)組，位圖的結(jié)構(gòu)如下所示：

位圖適用于一些特定的應(yīng)用場景，比如用戶簽到次數(shù)、或者登錄次數(shù)等。上圖是表示一位用戶 10 天內(nèi)來網(wǎng)站的簽到次數(shù)，1 代表簽到，0 代表未簽到，這樣可以很輕松地統(tǒng)計出用戶的活躍程度。相比于直接使用字符串而言，位圖中的每一條記錄僅占用一個 bit 位，從而大大降低了內(nèi)存空間使用率。

Redis 官方也做了一個實驗，他們模擬了一個擁有 1 億 2 千 8 百萬用戶的系統(tǒng)，然后使用 Redis 的位圖來統(tǒng)計“日均用戶數(shù)量”，最終所用時間的約為 50ms，且僅僅占用 16 MB內(nèi)存。

位圖應(yīng)用原理

某網(wǎng)站要統(tǒng)計一個用戶一年的簽到記錄，若用 sring 類型存儲，則需要 365 個鍵值對。若使用位圖存儲，用戶簽到就存 1，否則存 0。最后會生成 00010101… 這樣的存儲結(jié)果，其中每天的記錄只占一位，一年就是 365 位，約為 46 個字節(jié)。如果只想統(tǒng)計用戶簽到的天數(shù)，那么統(tǒng)計 1 的個數(shù)即可。

位圖操作的優(yōu)勢，相比于字符串而言，它不僅效率高，而且還非常的節(jié)省空間。

Redis 的位數(shù)組是自動擴展的，如果設(shè)置了某個偏移位置超出了現(xiàn)有的內(nèi)容范圍，位數(shù)組就會自動擴充。

位圖常用命令

1) SETBIT命令

用來設(shè)置或者清除某一位上的值，其返回值是原來位上存儲的值。key 在初始狀態(tài)下所有的位都為 0 ，示例如下：

SETBIT key offset value

其中 offset 表示偏移量，從 0 開始。示例如下：

127.0.0.1:6379> SET user:1 a
OK
#設(shè)置偏移量offset為0
127.0.0.1:6379> SETBIT user:1 0 1
(integer) 0
#當對應(yīng)位的字符是不可打印字符，redis會以16進制形式顯示
127.0.0.1:6379> GET user:1
"\xe1"

2) GETBIT命令

用來獲取某一位上的值。示例如下：

127.0.0.1:6379> GETBIT user:1 0
(integer) 1

當偏移量 offset 比字符串的長度大，或者當 key 不存在時，返回 0。

redis> EXISTS bits
(integer) 0
redis> GETBIT bits 100000
(integer) 0

3) BITCOUNT命令

統(tǒng)計指定位區(qū)間上，值為 1 的個數(shù)。語法格式如下：

BITCOUNT key [start end]

示例如下：

127.0.0.1:6379> BITCOUNT user:1
(integer) 8

通過指定的 start 和 end 參數(shù)，可以讓計數(shù)只在特定的字節(jié)上進行。start 和 end 參數(shù)和 GETRANGE 命令的參數(shù)類似，都可以使用負數(shù)，比如 -1 表示倒數(shù)第一個位， -2 表示倒數(shù)第二個位。.

4）Redis Bitop 命令

對一個或多個保存二進制位的字符串 key 進行位元操作，并將結(jié)果保存到 destkey 上

語法：operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 這四種操作中的任意一種：

• BITOP AND destkey key [key …] ，對一個或多個 key 求邏輯并，并將結(jié)果保存到 destkey 。
• BITOP OR destkey key [key …] ，對一個或多個 key 求邏輯或，并將結(jié)果保存到 - destkey 。
• BITOP XOR destkey key [key …] ，對一個或多個 key 求邏輯異或，并將結(jié)果保存到 destkey 。
• BITOP NOT destkey key ，對給定 key 求邏輯非，并將結(jié)果保存到 destkey 。

除了 NOT 操作之外，其他操作都可以接受一個或多個 key 作為輸入。

場景

統(tǒng)計當日活躍用戶

每日活躍統(tǒng)計創(chuàng)建一個bitmap鍵，當用戶活躍了根據(jù)用戶id的偏移量來設(shè)置
對應(yīng)的位為1

用戶簽到

每個用戶創(chuàng)建一個位圖的鍵，以某一天為基礎(chǔ)，之后的天數(shù)距離這一天的天數(shù)為偏移量，
如果用戶點擊了簽到，則設(shè)置對用的偏移位為1。

到此這篇關(guān)于Redis中Bitmap的使用示例的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Redis Bitmap內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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