【Redis】Bitmap 使用及应用场景
前言：bitmap 占用空间小，查询效率高，在一些场景中使用 bitmap 是一个很好的选择。
一、bitmap 相关命令
SETBIT - 设置指定位置的比特值，可以设为 1 或 0
例如 SETBIT key 10 1，将在 key 对应的 bitmap 中第10位设置为 1。
GETBIT - 获取指定位置的比特值
例如 GETBIT key 10，返回 key 对应 bitmap 的第10位的值。
BITCOUNT - 统计比特值为 1 的数量
例如 BITCOUNT key，返回 key 对应 bitmap 中比特值为 1 的数量。
BITPOS - 查找第一个为指定值的比特位
例如 BITPOS key 1，返回 key 对应 bitmap 中，第一个值为 1 的比特位的位置。
BITFIELD - 一次对多个比特位进行操作
例如 BITFIELD key INCRBY i 5 1，将 key 对应 bitmap 的第 i 个比特位增加 5。
BITOP - 对两个或多个 bitmap 执行位操作(AND/OR/XOR/NOT)并存储结果到另一个 key
例如 BITOP AND destkey key1 key2，将 key1 和 key2 做位与运算，结果存储到 destkey。
注意: bitmap 的第几位值是从 0 开始的，类似于数组下标从 0 开始。
二、bitmap 应用场景
2.1、统计用户是否在线
思路: 用户 id 作为偏移量，通过用户 id 就可以快速查到用户是否在线。
- 记录用户 10086 已登录
SETBIT login_status 10086 1
- 查询用户 10086 是否登录，返回 1 表示用户 10086 已登录。
GETBIT login_status 10086
- 用户 10086 退出，将用户设置为离线。
SETBIT login_status 10086 0
2.2、用户每个月的签到情况
思路: 每个用户每天的签到用 1 个 bit 位表示，一年的签到仅需要 365 个 bit 为。一个月最多只有 31 天，只需要 31 个 bit 位即可。
比如统计用户 10086 在 2023 年 9 月份的打卡记录。
- 记录用户 10086 用户在 2023 年 9 月 3 日的签到记录。
SETBIT uid:sign:10086:202309 2 1
- 获取用户 10086 在 2023 年 9 月 3 日是否打卡。
GETBIT uid:sign:10086:202309 2
- 统计用户 10086 在 2023 年 9 月的打卡次数。
BITCOUNT uid:sign:10086:202309
- 获取用户在 2023 年 9 月首次打卡的日期。
BITPOS uid:sign:10086:202309 1
2.3、连续签到用户总数
思路: 将某一个具体的天作为 key(day:20230907)，用户 id 作为偏移量，使用 BITOP 命令合并多天的 bitmap。
- 设置用户A、B、C 在上图中的日期签到(假设用户 id 为 1、2、3)
setbit sign:20230901 0 1
setbit sign:20230901 1 1
setbit sign:20230901 2 1
setbit sign:20230902 0 1
setbit sign:20230902 1 1
setbit sign:20230903 1 1
setbit sign:20230903 2 1
- 与操作，获取一个新的 bitmap key
bitop and result sign:20230901 sign:20230902 sign:20230903
- 计算连续签到的人数
bitcount result
2.4、优惠券每人限领一张
思路：使用优惠券编号作为 bitmap key，用户 id 作为 offset。发优惠券的时候，先获取 bitmap 中用户是否领过优惠券。因为每人限领一张，领过的人直接返回。
- 设置用户 100、用户 101 领取过优惠券 a。
setbit coupon:a 100 1
setbit coupon:a 101 1
- 查看用户 100 是否领过优惠券 a，返回 1 则代表用户 100 领过优惠券。
getbit coupon:a 100
2.5、统计网站活跃用户
思路: 使用日期作为 key，然后用户 id 为 offset。
假如 20230901 活跃用户情况是： [1，0，1，1，0]。20230902 活跃用户情况是 ：[ 1，1，0，1，0 ]
- 统计连续两天活跃的用户总数
bitop and dest1 20230901 20230902
bitcount dest1
- 统计 20230901 ~ 20230902 活跃过的用户
bitop or dest2 20201009 20201010
bitcount dest2
三、参考文档
-
Redis 实战篇：巧用 Bitmap 实现亿级数据统计
-
Redis 中 BitMap 的使用场景
四、最后
我是 xiucai，一位后端开发工程师。
如果你对我感兴趣，请移步我的个人博客，进一步了解。
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