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Redis應(yīng)用之簽到的使用

更新時(shí)間：2024年05月09日 08:30:42 作者：沉河不浮

在很多時(shí)候,我們遇到用戶簽到的場(chǎng)景,本文主要介紹了Redis應(yīng)用之簽到的使用,文中通過示例代碼介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或者工作具有一定的參考學(xué)習(xí)價(jià)值,需要的朋友們下面隨著小編來(lái)一起學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)吧

SETBIT：設(shè)置位圖中指定位置的位的值?？梢詫⑽辉O(shè)置為 0 或 1。
GETBIT：獲取位圖中指定位置的位的值。
BITCOUNT：計(jì)算位圖中置為 1 的位的數(shù)量。
BITOP：對(duì)多個(gè)位圖執(zhí)行邏輯運(yùn)算（AND、OR、XOR、NOT）。
BITFIELD：執(zhí)行復(fù)雜的位字段操作，允許你在位圖上進(jìn)行位級(jí)別的讀寫操作。

其中，用的最多的是前三個(gè)操作，示例如下：

位圖的應(yīng)用十分廣泛，包括但不限于以下幾方面：

統(tǒng)計(jì)用戶活躍度：可以使用位圖追蹤用戶的登錄活動(dòng)，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)位圖，每天的登錄狀態(tài)可以用一個(gè)二進(jìn)制位表示，通過 BITOP 命令可以計(jì)算多個(gè)用戶的交集，從而得到活躍用戶的統(tǒng)計(jì)信息。
數(shù)據(jù)壓縮：位圖可以高效地存儲(chǔ)大量的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，比如布隆過濾器（Bloom Filter）就是基于位圖實(shí)現(xiàn)的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于快速判斷元素是否存在。
事件計(jì)數(shù)：可以使用位圖記錄每天不同時(shí)間段的事件發(fā)生情況，比如網(wǎng)站的訪問量，每個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)位圖，每次事件發(fā)生時(shí)將對(duì)應(yīng)的位設(shè)置為 1，通過 BITCOUNT 命令可以計(jì)算出每個(gè)時(shí)間段的事件數(shù)量。
權(quán)限管理：可以使用位圖來(lái)管理用戶的權(quán)限，每個(gè)用戶對(duì)應(yīng)一個(gè)位圖，每個(gè)權(quán)限對(duì)應(yīng)一個(gè)二進(jìn)制位，通過 BITOP 命令可以進(jìn)行權(quán)限的并集、交集等操作。

RedisTemplate操作位圖

在之前的幾篇文章中，我們總結(jié)了一個(gè)Redis工具類，但是那個(gè)工具類中，并沒有和位圖相關(guān)的操作，這里添加和位圖操作相關(guān)的方法：

   // value: true為1， false為0
    public boolean setBit(String key, int offset, boolean value) {
        return redisTemplate.opsForValue().setBit(key, offset, value);
    }

    public boolean getBit(String key, int offset) {
        return redisTemplate.opsForValue().getBit(key, offset);
    }

    /**
     * 統(tǒng)計(jì)對(duì)應(yīng)值為1 的數(shù)量
     * @param key
     * @return
     */
    public long bitCount(String key) {
        if (StringUtils.isEmpty(key)) {
            return 0L;
        }
        return redisTemplate.execute((RedisCallback<Long>) con -> con.bitCount(key.getBytes()));
    }

    /**
     * 統(tǒng)計(jì)在字節(jié)范圍內(nèi)，對(duì)應(yīng)值為1的數(shù)量
     * @param key
     * @param start
     * @param end
     * @return
     */
    public Long bitCount(String key, long start, long end) {
        return redisTemplate.execute((RedisCallback<Long>) con -> con.bitCount(key.getBytes(), start, end));
    }

添加測(cè)試類，用于測(cè)試位圖操作：

package org.example;

import org.example.util.RedisUtils;
import org.junit.jupiter.api.Test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.boot.test.context.SpringBootTest;

@SpringBootTest
public class RedisBitMapTest {
    @Autowired
    private RedisUtils redisUtils;

    @Test
    public void testBitMap() {
        redisUtils.setBit("bit", 0, true);
        redisUtils.setBit("bit", 1, true);
        redisUtils.setBit("bit", 3, true);
        redisUtils.setBit("bit", 7, true);
        System.out.println(redisUtils.bitCount("bit"));

    }
}

執(zhí)行結(jié)果如下：

我們通過Redis可視化工具，查看bit的值，可以看出其二進(jìn)制值與我們操作的一致

位圖應(yīng)用之簽到

在很多時(shí)候，我們遇到用戶簽到的場(chǎng)景，用戶進(jìn)入應(yīng)用時(shí)，獲取用戶當(dāng)天的簽到情況，如果沒有簽到，用戶可以簽到，一般這種功能，可以通過set數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)或bitMap來(lái)實(shí)現(xiàn)，但bitMap和set相比，其占用的空間更小，因此我們選擇使用bitMap來(lái)實(shí)現(xiàn)簽到的功能。
SignService：

package org.example.util;

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.connection.BitFieldSubCommands;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.time.LocalDate;
import java.util.List;

@Service
public class SignService {
    @Autowired
    private RedisUtils redisUtils;

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    /**
     * 簽到
     * @param id
     */
    public void sign(Integer id) {
        LocalDate now = LocalDate.now();
        String key = buildCacheKey(id, now);
        int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();

        // 簽到
        redisUtils.setBit(key, dayOfMonth, true);
    }

    /**
     * 判斷是否簽到
     */
    public boolean isSign(Integer id) {
        LocalDate now = LocalDate.now();
        String key = buildCacheKey(id, now);
        int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
        return redisUtils.getBit(key, dayOfMonth);
    }

    /**
     * 獲取當(dāng)月的簽到次數(shù)
     * @param id
     * @return
     */
    public Long getSignCountOfThisMonth(Integer id) {
        LocalDate now = LocalDate.now();
        String key = buildCacheKey(id, now);
        int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
        List<Long> result = redisTemplate.opsForValue().bitField(key,
                BitFieldSubCommands.create()
                        .get(BitFieldSubCommands.BitFieldType.unsigned(dayOfMonth)).valueAt(1));
        if (result == null || result.isEmpty()) {
            return 0L;
        }
        Long num = result.get(0);
        if (num == null || num == 0) {
            return 0L;
        }

        String binaryStr = Long.toString(num, 2);

        long count = 0;
        for (int i = 0; i < binaryStr.length(); i++) {
            char ch = binaryStr.charAt(i);
            if (ch == '1') {
                count ++;
            }
        }
        return count;
    }

    /**
     * 獲取本月連續(xù)簽到次數(shù)
     * @param id
     * @return
     */
    public Long getContinuousSignCountOfThisMonth(Integer id) {
        LocalDate now = LocalDate.now();
        String key = buildCacheKey(id, now);
        int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
        List<Long> result = redisTemplate.opsForValue().bitField(key,
                BitFieldSubCommands.create()
                        .get(BitFieldSubCommands.BitFieldType.unsigned(dayOfMonth)).valueAt(1));
        if (result == null || result.isEmpty()) {
            return 0L;
        }
        Long num = result.get(0);
        if (num == null || num == 0) {
            return 0L;
        }

        long count = 0;
        while (true) {
            if ((num & 1) == 0) {
                break;
            } else {
                count ++;
            }
            num >>>= 1;
        }
        return count;
    }

    private String buildCacheKey(Integer id, LocalDate localDate) {
        int year = localDate.getYear();
        int monthValue = localDate.getMonthValue();
        String key = "sign:" + year + ":" + monthValue + ":" + id;
        return key;
    }
}

測(cè)試代碼如下：

@Autowired
    private SignService signService;

    @Test
    public void testSign() {
        // 簽到
        signService.sign(1);

        // 判斷是否簽到
        System.out.println("是否簽到：" + signService.isSign(1));

        // 獲取當(dāng)月的簽到次數(shù)
        System.out.println("當(dāng)月的簽到次數(shù)：" + signService.getSignCountOfThisMonth(1));

        // 獲取當(dāng)月的連續(xù)簽到次數(shù)
        System.out.println("當(dāng)月連續(xù)簽到次數(shù)：" + signService.getContinuousSignCountOfThisMonth(1));
    }

運(yùn)行結(jié)果如下：