通过位运算打多个标记

通过位运算打多个标记

如何在一个字段上，记录多个标记？

如何在一个字段上，记录不同类型的多个标记？

如何用较少的字段，记录多个标记？

如何在不增加字段的要求下，记录新增的标记？

在实际的开发中，经常有这样的需求，需要用尽可能少的字段，记录多个标记？

比如交易中一个订单，是否发生过支付？是否进行过发货？是否发生过退货退款？是否进行过理赔？

比如社交中一个帖子，是否审核通过？是否被举报过？是否发生过二次编辑，是否要置顶等等

以上场景，最终都是要记录到数据库中的。如果每增加一个类型，都增加一个字段标记是或者否的话，那每行记录的字段数，得增加到多少？

所以我们的诉求是希望通过尽可能少的字段，最好是不要增加数据库的字段，能够记录同时记录多个标记。

这样的场景，一种解决方式是：在数据库中增加一个内容是JSON格式的字段，然后每次往JSON中增加内容。这种方式的好处是比较灵活，增加标记不用修改数据库DDL。而且不需要记录的标记可以不存储，不用占用存储空间。但文本格式毕竟会占用较多的存储空间，随着标记的增加，类似MySQL数据库可能需要调整字符串长度

另一种解决方式是位运算，通过在不同的位置填充0或者1，表示标记的是或者否，有或者没有。大名鼎鼎的布隆过滤器，实现原理也是类似的

比如说一个订单，我们需要记录它是否发生过支付？是否发生过发货？是否发生过退货？那么就可以设计这么几个标记

PAY_FLAG(1L << 1L),
DELIVER_FLAG(1L << 2L),
REFUNR_FLAG(1L << 3L),

然后在订单表中增加一个flag​字段，通过位运算，记录订单的不同标记。方法如下

// 设置Flag
public static Long setFlag(Long orderFlag, OrderFlagEnum orderFlagEnum) {
    orderFlag |= orderFlagEnum.getFlag();
    return orderFlag;
}
// 清除Flag
public static Long clearFlag(Long orderFlag, OrderFlagEnum orderFlagEnum) {
    orderFlag &= ~orderFlagEnum.getFlag();
    return orderFlag;
}

// 判断是否设置过某个Flag
public static boolean hasFlag(OrderFlagEnum orderFlagEnum, Long orderFlag) {
    return (orderFlag & orderFlagEnum.getFlag()) != 0;
}

引申一下，如果需要在一个字段中，记录多个标记，通过位运算，又该怎么实现呢？

比如说想要在一个字段中，记录两个标记。

还是可以通过不同位置标记1还是0实现，比如一个Long型标记，可以在低53位记录一个标记，在高10位记录另一个标记。

// 初始标记
Long flag = 0L;
// 低位需要记录的标记
Long lowFlag = 1L << 11L;
// 高位需要记录的标记
Long highFlag = 1L << 3L;

// 设置低位的标记
flag |= lowFlag;
// 设置高位的标记
flag |= (highFlag << 53);

// 判断是否设置低位标记
System.out.println((flag & lowFlag) != 0);// true
// 判断是否设置高位标记
System.out.println((flag >> 53L & highFlag) != 0); // true

同理，如果需要在一个字段记录多个标记，只需要划分不同的标记区间就可以了。

比如Java中的读写锁ReentrantReadWriteLock，就是通过在内部表示锁状态的state变量上的低16位，表示写锁，高16位，表示读锁

这里为什么这么设计呢？而不是维护一个读锁，一个写锁？是因为通过CAS的方式，无法一次性操作两个变量