使用Redis bitmap进行活跃用户统计

本文来自Spool的开发者博客，描述了Spool利用Redis的bitmaps相关的操作，进行网站活跃用户统计工作。

Redis支持对String类型的value进行基于二进制位的置位操作。通过将一个用户的id对应value上的一位，通过对活跃用户对应的位进行置位，就能够用一个value记录所有活跃用户的信息。如下图所未，下图中的bitmap有9个位被置为1，表示这9个位上对应的用户是今天的活跃用户。其中第15位表示uid为15的用户，第一位表示uid为0的用户。（如果你的uid不是从1开始的，比如从100000开始，实际上你也可以相应的用uid减去初始值来表示其位数，比如1000000用户对应到bitmap的第一位）

具体的代码类似下面这样：

redis.setbit(play:yyyy-mm-dd, user_id, 1)

这样一次记录的复杂度是O(1)，在Redis中速度非常快。
而我们通过每天换用一个不同的key来将每天的活跃用户状态记录分开存。并且可以通过一些与或运算计算出N天活跃用户，和连接N天活跃用户这样的统计数据。
如下图，第一行表示星期一的活跃用户情况，第二行表示周二的，以此类推。为样我们通过对N天的活跃用户记录取并集操作，就能得出在N天内活跃过的用户列表。

下面表格表示对应一天，一周，一个月统计时所花费的时间。

Period	Time (ms)
Daily	50.2
Weekly	392.0
Monthly	1624.8

下面是具体的java代码片断：

1.算出一天的活跃用户数量

import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.BitSet;
...
  Jedis redis = new Jedis("localhost");
...
  public int uniqueCount(String action, String date) {
    String key = action + ":" + date;
    BitSet users = BitSet.valueOf(redis.get(key.getBytes()));
    return users.cardinality();
  }

2.计算某几个内活跃用户的数量（某一天活跃就算，所以是取并集）

import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.BitSet;
...
  Jedis redis = new Jedis("localhost");
...
  public int uniqueCount(String action, String... dates) {
    BitSet all = new BitSet();
    for (String date : dates) {
      String key = action + ":" + date;
      BitSet users = BitSet.valueOf(redis.get(key.getBytes()));
      all.or(users);
    }
    return all.cardinality();
  }

具体的用法还很多，比如你还可以对独特终端的用户单独记一个bitmap，这样就可以统计不同终端用户的活跃情况。有的同学会说用set也能实现同样的效果。但使用set在内存使用量上是会大很多的。