Redis奇幻之旅（二）1. bitmap

1. bitmap

​ bitmap（位图）这个结构听起来好像是个新的数据结构，事实上并不是，bitmap其实和string并没有什么本质上的区别，只不过bitmap操作的是某一个二进制位而string操作的是某一段二进制位。举个例子：我们熟知ASCII码共有8位二进制，共计128个值。bitmap操作的就是这8位二进制哪个为0哪个为1，而string给我们的感知其实是在操作这128个值，相比起来bitmap算是string更底层的处理方式。不过需要注意的是无论是bitmap还是string，他们在结尾都会自动补上“ \0 ”，用于满足SDS格式。

​ bitmap由于其操作二进制数的特性，所以常用于bool类型的需求之中，如果我们用ASCII编码存储字符串“1”或“0”那么就需要8位二进制（如果用utf-8、gbk的编码方式所占的二进制位数会更多），但是用bitmap，8位二进制就可以存储8个“1”或“0”。显然在这种特定的数据存储上bitmap能够比string结构剩下很多空间。

1.1 相关命令

​ Redis提供了六个bitmap的相关命令：setbit、getbit、bitcount、bitop、bitpos、bitfield

• SETBIT：

  SETBIT key offset value

  设置或者清空key的value(字符串)在offset处的bit值。

  127.0.0.1:6379[1]> SETBIT demo 3 1  # 00010000，注意是从左向右数
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379[1]> GET demo  # 得到十六进制数据
  "\x10"
  

• GETBIT：

  GETBIT key offset

  返回key对应的string在offset处的bit值，当offset超出了字符串长度的时候，这个字符串就被假定为由0比特填充的连续空间，返回值为0。当key不存在的时候，它就认为是一个空字符串，所以获取到的值也为0。

  127.0.0.1:6379[1]> GETBIT demo 3
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379[1]> GETBIT demoo 3
  (integer) 0
  

• BITCOUNT：

  BITCOUNT key [start end]

  统计字符串被设置为1的bit数，可以通过设置 start 或 end 参数来指定位置。

  127.0.0.1:6379[1]> SETBIT demo 9 1
  (integer) 0
  127.0.0.1:6379[1]> BITCOUNT demo
  (integer) 2
  127.0.0.1:6379[1]> BITCOUNT demo 1 1  # 注意这里的start和end，是以8位二进制为单位的。
  (integer) 1
  127.0.0.1:6379[1]> BITCOUNT demo 0 1
  (integer) 2
  

• BITOP：

  BITOP operation destkey key [key ...]

  对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作，并将结果保存到 destkey 上。

  BITOP 命令支持 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种参数：

  ​ BITOP AND destkey srckey1 srckey2 srckey3 ... srckeyN ，对一个或多个 key 求逻辑并，并将结果保存到 destkey 。
  ​ BITOP OR destkey srckey1 srckey2 srckey3 ... srckeyN，对一个或多个 key 求逻辑或，并将结果保存到 destkey 。
  ​ BITOP XOR destkey srckey1 srckey2 srckey3 ... srckeyN，对一个或多个 key 求逻辑异或，并将结果保存到 destkey 。
  ​ BITOP NOT destkey srckey，对给定 key 求逻辑非，并将结果保存到 destkey 。
  除了 NOT 操作之外，其他操作都可以接受一个或多个 key 作为输入。

  ​ 执行结果将始终保持到destkey里面。

  127.0.0.1:6379[1]> set key1 'hello'
  OK
  127.0.0.1:6379[1]> set key2 'world'
  OK
  127.0.0.1:6379[1]> SET key1 'hello'
  OK
  127.0.0.1:6379[1]> SET key2 'world'
  OK
  127.0.0.1:6379[1]> BITOP OR destkey key1 key2
  (integer) 5
  127.0.0.1:6379[1]> GET destkey
  "\x7fo~lo"
  

• BITPOS：

  BITPOS key bit [start] [end]

  返回字符串里面第一个被设置为1或者0的bit位。

  返回一个位置，把字符串当做一个从左到右的字节数组，第一个符合条件的在位置0，其次在位置8，等等。

  127.0.0.1:6379[1]> BITPOS demo 1
  (integer) 3
  

• BITFIELD：

  BITFIELD key [GET type offset] [SET type offset value] [INCRBY type offset increment] [OVERFLOW WRAP|SAT|FAIL]

  本命令会把Redis字符串当作位数组，并能对变长位宽和任意未字节对齐的指定整型位域进行寻址。在实践中，可以使用该命令对一个有符号的5位整型数的1234位设置指定值，也可以对一个31位无符号整型数的4567位进行取值。类似地，在对指定的整数进行自增和自减操作，本命令可以提供有保证的、可配置的上溢和下溢处理操作。

  BITFIELD命令能操作多字节位域，它会执行一系列操作，并返回一个响应数组，在参数列表中每个响应数组匹配相应的操作。

  127.0.0.1:6379[1]> BITFIELD demo INCRBY i5 100 1 GET u4 0
  1) (integer) 1
  2) (integer) 1