Redis：Bitmaps使用场景和常用命令

Bitmaps介绍

• Redis提供的Bitmaps这个“数据结构”可以实现对位的操作。Bitmaps本身不是一种数据结构，实际上就是字符串，但是它可以对字符串的位进行操作。
• 可以把Bitmaps想象成一个以位为单位数组，数组中的每个单元只能存0或者1，数组的下标在bitmaps中叫做偏移量。
• 单个bitmaps的最大长度是512MB，即2^32个比特位。
• bitmaps的最大优势是节省存储空间。例如，在一个以自增id代表不同用户的系统中，我们只需要512MB空间就可以记录40亿用户的某个单一信息（比如，用户是否希望接收新闻邮件）。
• 有两种类型的位操作：一类是对特定bit位的操作，比如设置/获取某个特定比特位的值。另一类是批量bit位操作，例如在给定范围内统计为1的比特位个数。
• Bitmap是一串连续的2进制数字（0或1），每一位所在的位置为偏移(offset)，在bitmap上可执行AND,OR,XOR以及其它位操作。

Bitmaps使用场景

1. 各种实时分析(Real time analytics of all kinds)。
2. 存储与对象ID关联的布尔信息，要求高效且高性能(Storing space efficient but high performance boolean information associated with object IDs.)。

• 例如你想知道自己网站用户的最长连续访问天数。从0开始计数，每当有用户访问时，使用setbit设置一个bit位，bit位的index可以这样生成：(当前unix时间戳-计数开始时的时间戳)/(3600*24)。
• 通过这种方法，你可以获取每个用户的每日来访记录。使用bitcount可以很容易的统计出某个特定用户的来访天数。使用几个bitpos命令，或者直接获取并分析对应的位图，就可以很容易的算出最长连续访问天数。
• bitmaps通常被分割成多个key，以免单个key中存放的数据过大。有一个分割key的小技巧：每个key存放M个bit位，key以”比特数(bit-number)/M”命名。第N个bit位，对应key中的位置用”比特数(bit-number)模M”获得。
• 假设我们每个key只存储100位，现在有一个id为8303的用户来访问。那么这个用户对应的key应该是83(8303/100)，在key:83中，与之对应的位置应该是3(8303 mod 100)。使用如下命令记录该用户访问：

     

setbit 83 3 1

                       

Bitmaps常用命令

1.设置值

命令：setbit key offset value

setbit命令接收两个参数，

• 第一个参数表示你要操作的是第几个bit位，第二个参数表示你要将这个位设为何值，可选值只有0,1两个。
• 如果所操作的bit位超过了当前字串的长度，reids会自动增大字串长度。

 

2 获取值

命令：getbit key offset

getbit只是返回特定bit位的值。如果试图获取的bit位在当前字串长度范围外，该命令返回0。

 

3 获取Bitmaps指定范围值为1的个数

命令：bitcount key [start] [end]

 

4 Bitmaps间的运算

• bitop：对两个不同字串进行位运算。可进行的运算有AND, OR, XOR以及NOT

 

4 .1 计算Bitmaps的交集的数量

命令：bitop and destkey key[key…]

返回：保存到 destkey 的字符串(1字符等于8位)的长度，和输入 key 中最长的字符串长度相等。

4 .2 计算Bitmaps的并集的数量

命令：bitop or destkey key[key…]

返回：保存到 destkey 的字符串(1字符等于8位)的长度，和输入 key 中最长的字符串长度相等。

4 .3  计算Bitmaps的非集的数量

命令：bitop not destkey key

返回：保存到 destkey 的字符串(1字符等于8位)的长度，和输入 key 中最长的字符串长度相等。

4 .4  计算Bitmaps的异或集的数量

命令：bitop xor destkey key[key..]

返回：保存到 destkey 的字符串(1字符等于8位)的长度，和输入 key 中最长的字符串长度相等。

 

5 计算Bitmaps中第一个值为targetBit的偏移量

• bitpos: 查找第一个值为0/1的比特位的位置

命令：bitpos key targetBit [start][end]

返回：第一个值为的偏移量

 

参考来源：https://redis.io/topics/data-types-intro#bitmaps