前言

大家有沒有想過如何統(tǒng)計(jì)活躍用戶數(shù)量？如果是自己做，那該怎么做？

這里思考一分鐘，后面我將分享一下如何使用 redis 中的位圖來統(tǒng)計(jì)活躍用戶數(shù)。

正文

什么是位圖 ？

位圖（bitmap) 是二進(jìn)制的 byte 數(shù)組，也可以簡單理解成是一個(gè)普通字符串。它將二進(jìn)制數(shù)據(jù)存儲在 byte 數(shù)組中以達(dá)到存儲數(shù)據(jù)的作用。

圖 1.1

如何使用位圖 ？

理清概念

在解釋什么是位圖的時(shí)候說過，位圖可以理解成是一個(gè)普通字符串，那么我們?yōu)槭裁匆梦粓D而不是字符串呢 ？

下面是在 redis 中存儲字符串的一個(gè)示意圖

圖 2.1


如圖，存儲字符串是將字符串二進(jìn)制數(shù)組的形式存儲在 redis 中，位圖可以直接對 二進(jìn)制的數(shù)組操作，位圖的優(yōu)勢在于可以用 0 和 1來存儲布爾值，這大大降低了我們的存儲空間消耗。由于這個(gè)特性，我們用位圖來記錄簽到信息，記錄活躍用戶等，可以達(dá)到節(jié)省空間的能力（后面會有介紹)。

那我們?nèi)绾螌ΧM(jìn)制的數(shù)組進(jìn)行操作呢？

基本存取

setbit | getbit

上文說的二進(jìn)制數(shù)組我們可以對它做添加、查找及修改的功能

如何進(jìn)行添加和查找呢?

setbit [keyName] [offset] [value]

offset：偏移量，指的是數(shù)組的下標(biāo)； value: 數(shù)據(jù)， 只能是 0 和 1。

這條命令既可以添加數(shù)據(jù)也可以修改數(shù)據(jù)。

如何進(jìn)行查找呢 ？

getbit [keyName] [offset]

offset：偏移量，指的是數(shù)組的下標(biāo)。這里，除了設(shè)置 value 為 1 的 offset, 查詢其他的都返回 0

補(bǔ)充：上面說了位圖可以理解成字符串，那么它們之間可以互相操作嗎？

圖 2.2

請對照上圖，我們一起完成下面的探究:

1. 以字符串存儲，可以通過 getbit 命令獲取到值嗎？

   我們可以結(jié)合查詢和圖片所示的 offset 及所對應(yīng)的值來驗(yàn)證

   > set str hi
   OK
   
   > getbit str 0
   (integer) 0
   
   > getbit str 4
   (integer) 1
   
   > getbit str 7
   (integer) 0
   
   > getbit str 15
   (integer) 1
   

   結(jié)論：可以的

2. 以字符串存儲，可以通過 settbit 修改值嗎？

   我們可以試著將 offset 7 對應(yīng)的 value 改成 1， 如果成功了，h 字符應(yīng)該變成 i

   > setbit str 7 1
   (integer) 0
   
   > get str
   "ii"
   

   結(jié)論：可以

3. 用 setbit 存儲字符串的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，可以通過 get 獲取字符串嗎？

   我們將 字符 h 的二進(jìn)制存入位圖，看可以能通過 get 獲取

   > setbit bitmap 0 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 1 1
   (integer) 0
   > setbit bitmap 2 1
   (integer) 0
   > setbit bitmap 3 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 4 1
   (integer) 0
   > setbit bitmap 5 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 6 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 7 0
   (integer) 0
   > get bitmap
   "h"
   

   結(jié)論：可以

上面介紹了位圖的基本概念和使用，通過一系列的探究希望能幫助大家更好的理解位圖

那么，如何將位圖應(yīng)用的項(xiàng)目中呢？

統(tǒng)計(jì)和查找

bitcount | bitpos

bitcount 是用來查找 1 出現(xiàn)的次數(shù)，既可以對位圖使用也可以對字符串使用，用法如下：

bitcount [keyName] [startWith] [endWith]

注意：這里的 startWith 和 endWith 不是二進(jìn)制數(shù)組的下標(biāo)（offset)

這里的 startWith 和 endWith 可以理解成是字符串的下標(biāo)，一個(gè)字符串對應(yīng) 8 位二進(jìn)制數(shù)據(jù)；它們相當(dāng)于是截取字符串，如 s= "hi", s[0:0] = "h", 它所對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)組的下標(biāo)是 0，7，以此類推。

其實(shí)這里不好解釋，先來帶代碼，可以結(jié)合著上面的 圖 2.2 看一下，大家后面可以在領(lǐng)悟一下

> set str hi
> bitcount str 0 0
(integer) 4
> bitcount str 0 1
(integer) 8
> bitcount str
(integer) 8

注意：startWith 和 endWith 不設(shè)置的時(shí)候默認(rèn)全部范圍

應(yīng)用場景：統(tǒng)計(jì)活躍用戶的數(shù)量

bitpos用來查找指定范圍內(nèi)出現(xiàn)的第一個(gè) 0 或 1，用法如下：

bitpos [keyName] [bit] [start] [end]

bit: 要找的 0 或者 1， start 和 end 同上面的 startWith 和 endWith

應(yīng)用場景：獲取第一次簽到和第一次未簽到的時(shí)間

應(yīng)用場景

上面大致說了 2 個(gè)應(yīng)用場景：

1. 統(tǒng)計(jì)活躍用戶的數(shù)量
2. 獲取第一次簽到和第一次未簽到的時(shí)間

我在這里稍微介紹一下思路，然后附上一個(gè) 統(tǒng)計(jì)活躍用戶的數(shù)量 可供參考

統(tǒng)計(jì)活躍用戶的數(shù)量

1. 將位圖的 keyName 設(shè)置成需要統(tǒng)計(jì)的 行為和時(shí)間范圍 [ation:date], 如：login:2020-3
2. 將用戶對應(yīng)到位圖中的 offset, 如 id 對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)組的下標(biāo)，id 為 int
3. 簽到成功使用 setbit 將對應(yīng)的offset 設(shè)置成 1
4. 使用 bitcount 統(tǒng)計(jì)某個(gè)行為和時(shí)間范圍的活躍人數(shù)，如 bitcount login:2020-3

Demo: DailyActiveUsers

獲取第一次簽到和第一次未簽到的時(shí)間

1. 將位圖的 keyName 設(shè)置成需要統(tǒng)計(jì)的 行為和時(shí)間范圍和對象 [ation: date:person], 如：login:2020-3:Tom
2. 將日期對應(yīng)到位圖中的 offset, 如 1號對應(yīng)二進(jìn)制數(shù)組的下標(biāo) 0， 2 號為 1
3. 簽到成功使用 setbit 將對應(yīng)的offset 設(shè)置成 1
4. 使用 bitpos 統(tǒng)計(jì)某個(gè)行為和時(shí)間范圍和對象的簽到情況，如 bitpos login:2020-3:Tom 1

總結(jié)

1. 位圖和字符串沒有本質(zhì)上的區(qū)別，只是操作方式不同
2. 使用位圖存儲布爾數(shù)據(jù)可以大大節(jié)省空間
3. 存取命令 setbit/getbit
4. 統(tǒng)計(jì)查找 bitcount / bitpos

最后

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