Redis--Bitmap有序集合的语法和使用场景举例

news2024/12/24 9:25:13

文章目录

- - 前言
  - Bitmap概述
  - Bitmap命令介绍
  - 使用场景
  - 结尾

前言

Redis除了常见的五种数据类型之外，其实还有一些少见的数据结构，如Geo，HyperLogLog，Bitmap等。虽然它们少见，但是作用却不容小觑。本文将介绍Bitmap数据类型的语法和使用场景。
下文将介绍bitmap的使用指令，以及其应用场景。

Bitmap概述

在开发中，我们常常需要存放一些布尔类型的数据，比如我们的上班打卡记录，游戏签到记录等等。假设一个公司工作签到打卡的场景，一个员工今年第1，2，3天都工作了，需要对1，2，3做记录，如果对这三个整型数使用unsigned int来记录的话，那么需要3*4=12个字节，也就是96个bit的存储空间。而一个员工要这样记录一整年的数据，公司又不止一个员工，那么这个打卡功能就将耗费大量空间。
为了节省空间，Redis提供了Bitmap，也就是位图这种数据结构。所谓位图，其实就是一个bit数组，对于一年上班打卡的记录，只需要提供一个365位的bit数组，如果第一天工作了，那就将第一位bit的0改为1即可。这样一来，一个人一年的打卡记录，只需要365bit位就可以记录完成了。位图按位来存储，大大节约了空间，其存储上限为2^32。

Bitmap命令介绍

bitmap设置某一位的值: SETBIT key offset value

# 字母a的ASCII码是97，二进制就是01100001，一个字节 八个比特
# 字母b的ASCII码是98，二进制就是01100010
# 所以存入a只需要将0，6，7位设为1即可
# 接着存入b就需要将10，14，15位设为1。
setbit word 0 1
setbit word 6 1
setbit word 7 1
setbit word 10 1
setbit word 14 1
setbit word 15 1

# 除此之外，可以之间用字符串填充位的值
set word ab 
# 这个指令等价于上面的setbit

获取bitmap中的数据，使用单个位操作获取位的值: getbit key offset
```
getbit word 0 1
getbit word 1 1
```

统计bitmap指定位区间上，值为 1 的个数: bitcount key [start end]

bitcount word    # 统计key为word的位图中有多少个1
bitcount word 0 1 # 前两个字符中有几个1

返回bitmap中第一个值为bit的二进制位的位置，可以指定范围: bitpos key bit [start end]

bitpos word 1  # 返回第一个为1的位
bitpos word 0 0 1  # 返回前两个字符中第一个为0的位

对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作(and,or,not,xor)，并将结果保存到 destkey 上: BITOP operation destkey key [key …]
```
bitop not new_word word # 对key为word的位图取反后存入new_word之中
```

在这里插入图片描述

使用场景

需求：40亿个QQ号，限制1G的内存，如何对这些QQ号进行去重。
实现方案：通过分析需求，有1G内存的限制，所以可以使用位图来节省空间。使用位图的话，一个qq号，即一个数字只需要占用一个bit(将这个bit设置为1)，那么40亿个数字也就只需要400000000/8/1024/1024=476M，满足要求。

代码实现：

public class RedisBitmap {
  
   private static final String QQ_NUMBER = "QQ";

   /**
    * 将qq号码存入位图中
    * 即将位图对应qq号码的bit设为1
    * @param key
    * @param qq_number
    * @param jedis
    */
   public static void saveQQNumber(String key, long qq_number, Jedis jedis){
       jedis.setbit(key,qq_number,true);
   }

   /**
    * 获取bitmap中1的数量即可得到去重后的qq号数量
    * @param key
    * @param jedis
    */
   public static Long getCount(String key,  Jedis jedis){
       return jedis.bitcount(key);
   }

}