redis新数据类型之Bitmaps

专栏目录请点击

简介

1. 现在计算机用二进制(位)作为信息的基础单位，1个字节等于8位
   1. 例如 abc字符串是有3个字节组成，但实际在计算机存储时将其用二进制表示
   2. abc分别对应ASCII码分别是 97、98、99，对应的二进制分别是01100001/01100010/01100011,如下图

2. 合理的使用操作位能够有效的提高内存的使用率和开发效率
3. redis提供了Bitmaps这个数据类型，可以实现对于为的操作
1. Bitmaps本身不是一种数据类型，实际上他就是字符串(key-value)，但是他可以对于字符串的位进行操作
2. Bitmaps单独提供了一套命令，所以在redis中使用Bitmaps和使用字符串的方法不太相同。可以把Bitmaps想象成一个以位为单位的数组，数组的每个单位只能存储0，1，数组的下标在Bitmaps中叫做偏移量，如下图

操作

增

• setbit设置Bitmaps中某个偏移量的值（0或1），其中offset是从0开始的
  • 在第一次设置Bitmaps的时候，如果偏移量比较大，俺么整个初始化的活成会比较慢，就会造成redis的阻塞

访问网站

假设这个时候有20个用户，记录这20用于是否访问了网站，我们可能会做如下操作

1. 其中userid从0开始，userid为 1，6，11，15，19的用户对于网站进行了访问，那么他最终的结果应该是如下
2. 我们会做如下的操作

• 其中，键unique:users:20221022表示2022-10-22这一天对立访问用的用户
• 下标对应着userid

注意

1. 很多应用的用户的id，以一个指定的数字开头(如10000)，直接将用户id和Bitmaps的偏移量对应势必会造成一定的浪费，通常的做法是每次做setbit操作是将用户的id减去这个指定的数字

查

• getbit:查询Bitmaps中某个偏移量的值

接着增加的例子，我们可以看看2022-10-22这天id为9的用户是否访问了网站

他返回的是0，说明他并没有访问

• bitcount key [start end]:统计从start位置到end位置的比特值为1的数量

• bitop and(or/not/xor) [key…]:他是一个复合操作，可以用作多个Bitmaps的and(交集)/or(并集)/not(非)/xor(异或)，并将操作结果存到destkey中

对比

Bitmap与set对比

• 假设网站有1亿用户， 每天独立访问的用户有5千万， 如果每天用集合类型和Bitmaps分别存储活跃用户可以得到表

set和Bitmaps存储一天活跃用户对比

数据类型	每个用户id占用空间	需要存储的用户量	全内存量
集合类型	64位	50000000	64位*50000000 = 400MB
Bitmaps	1位	100000000	1位*100000000 = 12.5MB

很明显， 这种情况下使用Bitmaps能节省很多的内存空间， 尤其是随着时间推移节省的内存还是非常可观的

数据类型	一天	一个月	一年
集合类型	400MB	12GB	144GB
Bitmaps	12.5MB	375MB	4.5GB

但Bitmaps并不是万金油， 假如该网站每天的独立访问用户很少， 例如只有10万（大量的僵尸用户） ， 那么两者的对比如下表所示， 很显然， 这时候使用Bitmaps就不太合适了， 因为基本上大部分位都是0。

set和Bitmaps存储一天活跃用户对比（独立用户比较少）

数据类型	每个userid占用空间	需要存储的用户量	全部内存量
集合类型	64位	100000	64位*100000 = 800KB
Bitmaps	1位	100000000	1位*100000000 = 12.5MB