Bitmap是什么？

Bitmap是Redis中的一种数据结构，它是一个类似于位数组的数据结构，用于处理位数据。在Redis中，Bitmap是使用字符串来存储的，一个Byte可以存储8个二进制位，一个字符串可以存储2³²个二进制位，所以一个字符串最多可以表示2³²个用户的在线状态, 也就是它的偏移量offset。

在实际应用中，Bitmap常用于记录某个ID是否存在、统计某个时间段内的用户在线情况等等。通过对Bitmap进行位运算，可以快速高效地完成这些操作。

以下例子做了什么？

1、将用户标记为在线
2、将用户标记为离线
3、获取当前在线用户数
4、获取昨天在线用户数
5、获取某一天在线用户数量

1、 Controller层:

package com.lfsun.main.controller;

import com.lfsun.api.service.LoginService;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestParam;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import java.text.ParseException;

/**
 * @author Administrator
 */
@RestController
public class LoginController {

    @Autowired
    private LoginService loginService;

    /**
     * 处理登录请求
     *
     * @param userId 要登录的用户 ID
     * @return 返回登录结果， true 表示登录成功， false 表示登录失败。
     */
    @PostMapping("/login")
    public boolean login(@RequestParam String userId) {
        return loginService.login(userId);
    }

    /**
     * 处理退出登录请求
     *
     * @param userId 要退出登录的用户 ID
     * @return 返回退出登录结果，true 表示退出登录成功，false 表示退出登录失败。
     */
    @PostMapping("/logout")
    public boolean logout(@RequestParam String userId) {
        return loginService.logout(userId);
    }

    /**
     * 获取当前在线用户数量
     *
     * @return 返回当前在线用户数量。
     */
    @GetMapping("/onlineCount")
    public long getOnlineCount() {
        return loginService.getOnlineCount();
    }

    /**
     * 获取昨天在线用户数量
     *
     * @return 返回昨天在线用户数量。
     */
    @GetMapping("/yesterdayOnlineCounteCount")
    public long getYesterdayOnlineCount() {
        return loginService.getYesterdayOnlineCount();
    }

    /**
     * 获取某一天在线用户数量
     *
     * @return 返回某一天在线用户数量。
     */
    @GetMapping("/onedayOnlineCount")
    public long getOnedayOnlineCount(@RequestParam String date) throws ParseException {
        return loginService.getOnedayOnlineCount(date);
    }
}

2、 service层

package com.lfsun.api.service;

import java.text.ParseException;

public interface LoginService {
    boolean login(String userId);

    boolean logout(String userId);

    long getOnlineCount();

    long getYesterdayOnlineCount();

    long getOnedayOnlineCount(String date) throws ParseException;
}

3、serviceimpl层（做了主动退出进行将用户标记为离线，可附加登录过期从而根据userid重新计算偏移量对bitmap进行更新）

package com.lfsun.service.main;

import com.lfsun.api.service.LoginService;
import com.lfsun.common.constant.CommonConstant;
import com.lfsun.common.util.DateUtils;
import com.lfsun.common.util.RedisUtils;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.text.ParseException;

/**
 * 登录服务实现类
 *
 * @author Administrator
 */
@Service
public class LoginServiceImpl implements LoginService {

    @Autowired
    private RedisUtils redisUtils;

    /**
     * 用户登录，将用户标记为在线
     *
     * @param userId 用户ID
     * @return 是否成功
     */
    @Override
    public boolean login(String userId) {
        try {
            // ... 处理登录逻辑
            redisUtils.setBitWithFixedOffset(CommonConstant.LOGIN_BITMAP_KEY + DateUtils.getCurrentDateStr(), userId, true);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 用户退出登录，将用户标记为离线
     *
     * @param userId 用户ID
     * @return 是否成功
     */
    @Override
    public boolean logout(String userId) {
        try {
            // ... 处理退出逻辑
            redisUtils.setBitWithFixedOffset(CommonConstant.LOGIN_BITMAP_KEY + DateUtils.getCurrentDateStr(), userId, false);
            return true;
        } catch (Exception e) {
            return false;
        }
    }

    /**
     * 获取当前在线用户数
     *
     * @return 在线用户数
     */
    @Override
    public long getOnlineCount() {
        return redisUtils.bitCount(CommonConstant.LOGIN_BITMAP_KEY + DateUtils.getCurrentDateStr());
    }

    /**
     * 获取昨天在线用户数
     *
     * @return 在线用户数
     */
    @Override
    public long getYesterdayOnlineCount() {
        return redisUtils.bitCount(CommonConstant.LOGIN_BITMAP_KEY + DateUtils.getYesterdayDateStr());
    }

    @Override
    public long getOnedayOnlineCount(String date) {
        // ... 日期类型判断
        return redisUtils.bitCount(CommonConstant.LOGIN_BITMAP_KEY + date);
    }


}

4、常量

/**
     * 登录人数key
     */
    public static final String LOGIN_BITMAP_KEY = "login:bitmap:";
    /**
     * 代表了二进制位的偏移范围最大值
     * 对于大多数情况下的紧凑编码字符串来说，MAX_BIT_OFFSET 的取值可以设置为字符串长度 * 8。
     */
    public static final Integer MAX_BIT_OFFSET = 32 * 8;

5、redis工具类

package com.lfsun.common.util;

import com.google.common.hash.Hashing;
import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisStringCommands;
import org.springframework.data.redis.core.RedisCallback;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.data.redis.core.ZSetOperations;
import org.springframework.stereotype.Component;

import java.util.List;
import java.util.Set;
import java.util.concurrent.TimeUnit;

import static com.lfsun.common.constant.CommonConstant.MAX_BIT_OFFSET;

@Component
public class RedisUtils {
    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;
    
    /**
     * Bitmap操作 - 设置指定偏移量的值
     *
     * @param key    缓存键
     * @param offset 偏移量
     * @param value  值，true表示1，false表示0
     * @return 原来偏移量上的值
     */
    public boolean setBit(String key, long offset, boolean value) {
        return redisTemplate.opsForValue().setBit(key, offset, value);
    }

    /**
     * Bitmap操作 - 获取指定偏移量的值
     *
     * @param key    缓存键
     * @param offset 偏移量
     * @return 值，true表示1，false表示0
     */
    public boolean getBit(String key, long offset) {
        return redisTemplate.opsForValue().getBit(key, offset);
    }

    /**
     * Bitmap操作 - 统计值为1的二进制位数量
     *
     * @param key 缓存键
     * @return 值为1的二进制位数量
     */
    public long bitCount(String key) {
        return redisTemplate.execute((RedisCallback<Long>) connection -> connection.bitCount(key.getBytes()));
    }

    /**
     * 使用 MurmurHash 算法将用户 ID 转换为非负整数，并设置对应的位图值
     */
    public void setBitWithMurmurHash(String key, String userId, boolean value) {
        int bitOffset = Hashing.murmur3_32().hashBytes(userId.getBytes()).asInt() & 0x7fffffff;
        setBit(key, bitOffset, value);
    }

    /**
     * 在 Redis 中将指定位置 offset 上的二进制位设置为 value。
     *
     * @param key    Redis 键名
     * @param userId 用户id
     * @param value  要设置的值 true/false
     */
    public void setBitWithFixedOffset(String key, String userId, boolean value) {
        // MAX_BIT_OFFSET 是一个常量值，代表二进制位偏移范围的最大值。
        // 通过对 userId 字符串采用简单的哈希算法（hashCode()），然后使用 % 运算符取模运算得出固定长度的位偏移量，
        // 就可以在每次调用 setBitWithFixedOffset 方法时，针对该 userId 对应的固定位偏移量来精确地设置或清除相应的二进制位。
        int bitOffset = Math.abs(userId.hashCode()) % MAX_BIT_OFFSET;
        setBit(key, bitOffset, value);
    }
}

6、日期工具类

/**
     * 得到当前时间 yyyy-MM-dd 格式
     *
     * @return String
     */
    public static String getCurrentDateStr() {
        return getCurrentDate().format(DateTimeFormatter.ofPattern(DEFAULT_PATTERN));
    }

结果（apipost 测试）？

1、统计在线人数

2、登录id用的mock的userid

3、由于userid是mock的，所以多点几次代表多个用户登录，去查看登录人数

4、退出需要调试后端看userid是什么，然后放到退出测试的参数里

5、再查看当前登陆人数（查看昨日登录人数同理）

6、查看某一日期登陆人数