redis | 十一、redis之Bitmaps

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一、Bitmaps（位图）

Bitmaps 并不是实际的数据类型，而是定义在String类型上的一个面向字节操作的集合。因为字符串是二进制安全的块，他们的最大长度是512M，最适合设置成2^32个不同字节。

Bitmaps 的最大优势之一在存储信息时极其节约空间。例如，在一个以增量用户ID来标识不同用户的系统中，记录用户的四十亿的一个单独bit信息（例如，要知道用户是否想要接收最新的来信）仅仅使用512M内存。

1. getbit key offset

获取位图指定索引的值

127.0.0.1:6379> set bitmap big
OK
127.0.0.1:6379> getbit bitmap 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> getbit bitmap 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit bitmap 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379>

image.png

2. setbit key offset value

给位图指定索引设置值，返回该索引位置的原始值

127.0.0.1:6379> setbit bitmap 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get bitmap
"cig"
127.0.0.1:6379>

3. bitcount key [start end]

获取位图指定范围（start到end，单位为字节，如果不指定就是获取全部）位值为1的个数。

127.0.0.1:6379> bitcount bitmap
(integer) 13
127.0.0.1:6379> setbit bitmap 8 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount bitmap
(integer) 14
127.0.0.1:6379>

4. bitop and|or|not|xor destkey key [key…]

做多个bitmap的and（交集）、or（并集）、not（非）、xor（异或）操作并将结果保存到destkey中。

127.0.0.1:6379> set hello good
OK
127.0.0.1:6379> set world good
OK
127.0.0.1:6379> bitop and hello_world hello world
(integer) 4
127.0.0.1:6379> get hello_world
"good"
127.0.0.1:6379> bitop or hello_world hello world
(integer) 4
127.0.0.1:6379> get hello_world
"good"
127.0.0.1:6379> bitop not hello_world hello
(integer) 4
127.0.0.1:6379> get hello_world
"\x98\x90\x90\x9b"
127.0.0.1:6379> bitop xor hello_world hello world
(integer) 4
127.0.0.1:6379> get hello_world
"\x00\x00\x00\x00"
127.0.0.1:6379> 

5. bitpos key targetBit [start] [end] （起始版本：2.8.7）

计算位图指定范围（start到end，单位为字节，如果不指定就是获取全部）第一个偏移量对应的值等于targetBit的位置。

127.0.0.1:6379> set hello big
OK
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> bitpos hello 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1 2 2
(integer) 17
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1 2 3
(integer) 17
127.0.0.1:6379> bitpos hello 0 2 3
(integer) 16
127.0.0.1:6379> bitpos hello 0 0 3
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1 0 3
(integer) 1

实战应用

独立用户访问统计

1. 使用 set 和 Bitmap （前提是用户的ID必须是整型）

2. 1亿用户，五千万独立

数据类型	每个userId占用空间	需要存储的用户量	内存使用总量
set	32位(假设userId用的是integer)	50,000,000	32位*50,000,000=200MB
Bitmap	1位	100,000,000	1位*100,000,000=12.5MB

1. 若只有10万独立用户

数据类型	每个userId占用空间	需要存储的用户量	内存使用总量
set	32位(假设userId用的是整型)	100,000	32位*100,000=4MB
Bitmap	1位	100,000,000	1位*100,000,000=12.5MB