Redis Bitmap

1.什么叫做Redis的bitmap

即:操作String數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的key所存儲的字符串指定偏移量上的位,返回原位置的值

1.1 優(yōu)點:

節(jié)省空間:通過一個bit位來表示某個元素對應(yīng)的值或者狀態(tài),其中key就是對應(yīng)元素的值。實際上8個bit可以組成一個Byte,所以是及其節(jié)省空間的。
效率高:setbit和getbit的時間復(fù)雜度都是O(1),其他位運算效率也高。

2 Redis的bitmap API:
  • setbit
    指定字符串偏移的位的值

  • setbit key offset value

> setbit login_month 1 1
0
> set login_month 2 1
ERR syntax error
> setbit login_month 2 1
0

對 key 所儲存的字符串值,設(shè)置或清除指定偏移量上的位(bit)。位的設(shè)置或清除取決于 value 參數(shù),可以是 0 也可以是 1 。當(dāng) key 不存在時,自動生成一個新的字符串值。字符串會進(jìn)行伸展(grown)以確保它可以將 value 保存在指定的偏移量上。當(dāng)字符串值進(jìn)行伸展時,空白位置以 0 填充。offset 參數(shù)必須大于或等于 0 ,小于 2^32 (bit 映射被限制在 512 MB 之內(nèi)) 。對于大偏移量的setbit 操作申請內(nèi)存會花費一定的時間。

  • getbit
    獲取指定偏移量上的位 ,當(dāng) offset 比字符串值的長度大,或者 key 不存在時,返回 0 。

  • getbit key offset
    使用位圖操作來進(jìn)行字符串大小寫轉(zhuǎn)換

> getbit login_month 1
1
> getbit login_month 3
0

bitcount
統(tǒng)計字符串被設(shè)置為1的bit數(shù)

bitcount key [start end]
bitop
對一個或多個保存二進(jìn)制位的字符串 key 進(jìn)行位元操作,并將結(jié)果保存到 destkey 上。
bitop operation destkey key [key ...]

> set w hello
OK
> bitcount w
21
> bitcount w 0 0    #第一個字符中 1 的位數(shù)
3
> bitcount w 0 1  #前兩個字符中 1 的位數(shù)
7
> bitpos w 0  #第一個 0 位
0
> bitpos w 1  #第一個 1 位
1
> bitpos w 1 1 1  #從第二個字符算起,第一個 1 位
9
> bitpos w 1 2 2  #從第三個字符算起,第一個 1 位
17

3. Redis的bitmap應(yīng)用場景

兩個命令都是效率高并且省內(nèi)存,因為直接操作的是Redis存儲的數(shù)據(jù)。

3.1 可以作為簡單的布隆過濾器來判斷用戶是否執(zhí)行過某些操作。

基于Redis的分布式布隆過濾器

3.2 用戶日活,月活,留存率的統(tǒng)計

實際是統(tǒng)計每天的用戶數(shù)量。

  • key:日期;
  • offset:用戶id【數(shù)字或者二進(jìn)制】;
  • value:是否登錄/做任意操作;

按日期生成一個位圖(bitmap)

  • 計算日活:bitcount key獲取key為1的數(shù)量;
  • 計算月活:可把30天的所有bitmapor計算,在進(jìn)行bitcount計算;
  • 計算留存率:昨日留存=昨天今天連續(xù)登錄的人數(shù)/昨天登錄的人數(shù),即昨天的bitmap與今天的bitmap進(jìn)行and計算,在除以昨天bitcount的數(shù)量。
3.3 實現(xiàn)用戶上線次數(shù)的統(tǒng)計

實際上是以用戶為主體

  • key:用戶id;
  • offset:日期;
  • value:是否上線;

setbit xiaopang 1 0;記錄小胖的上線天數(shù),bitcount xiaopang統(tǒng)計小胖的上線天數(shù)。

3.3 用戶在線狀態(tài)和人數(shù)統(tǒng)計

也是使用一個bitmap,使用用戶id來充當(dāng)offset,上線標(biāo)識是1,下線標(biāo)識是0,也可輕松統(tǒng)計在線人數(shù)。

4.使用經(jīng)驗

  1. type = string,最大512M
  2. 注意setbit時的偏移量,可能有較大耗時
  3. 位圖不是絕對好
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