Redis 应用场景-位操作(bit)

我们都知道,8 bit = 1 Byte = 1/1024 KB.
bitmap就是通过最小的单位 bit 来进行 0 或者 1 的设置，表示某个元素对应的值或者状态。
一个 bit 的值，或者是 0，或者是 1；也就是说一个 bit 能存储的最多信息是 2。
位图并不是一种特殊的数据结构，其实本质上是二进制字符串，也可以看做是 byte 数组。可以使用普通的 get/set 直接获取和设置整个位图的内容，也可以使用位图操作 getbit/setbit等将 byte 数组看成「位数组」来处理。

位图的优势:

1.基于最小的单位 bit 进行存储，所以非常省空间。

2.设置时候时间复杂度 O(1)、读取时候时间复杂度 O(n)，操作是非常快的

3.二进制数据的存储，进行相关计算的时候非常快

4.方便扩容

一般可以在如下场景使用：

1.用户签到

2.用户在线状态

3.统计活跃用户

4.各种状态值(1 or 0)

常用命令

对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。SETBIT key offset valueoffset 参数必须大于或等于 0 ，小于 2^32 (bit 映射被限制在 512 MB 之内)。

GETBIT
对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。
GETBIT key offset
offset 最大为 2^32, 42 亿 9 千 4 百多万…

计算给定字符串中，被设置为 1 的比特位的数量。
BITCOUNT key

返回位图中第一个值为 bit 的二进制位的位置。
BITPOS key bit[start][end]

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 operation destkey key[key…] operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种 BITOP AND destkey key [key...]，对一个或多个 key 求逻辑并，并将结果保存到 destkey 。

bitfield 有三个子指令，分别是 get/set/incrby，它们都可以对指定位片段进行读写，但是最多只能处理 64 个连续的位，如果超过 64 位，就得使用多个子指令，bitfield 可以一次执行多个子指令。

记录用户的签到，每日在线情况等，可以将当天或者当天的偏移量对应的 bit 位设置为 1 即可，使用 BITCOUNT 可以轻松统计签到次数。

还有一种使用比较多的情况，就是设置各类状态值，例如商城的设置：是否可以评价订单，是否展示售罄商品，是否正常营业等状态值可以使用 bitmap 来存储

在性能方面，如前面提到的签到，即使运行 10 年，占用的空间也只是每个用户 10*365 比特位(bit)，也即是每个用户 456 字节。对于这种大小的数据来说， BITCOUNT key [start] [end] 的处理速度就像 GET key 和 INCR key 这种 O(1) 复杂度的操作一样快。

当然如果你的 bitmap 数据非常大，那么可以考虑使用以下两种方法：

1.将一个大的 bitmap 分散到不同的 key 中，作为小的 bitmap 来处理。

2.使用 BITCOUNT key [start] [end] 的 start 和 end 参数，每次只对所需的部分位进行计算，然后在进行累加。