【Redis应用】用户签到统计连续签到(三)

news2024/11/6 23:32:41

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签到功能是我们非常常见的一个功能,几乎在每个app中都能碰到,让我们一起看看如何实现吧~

一.BitMap用法引入

我们针对签到功能完全可以通过mysql来完成,比如说以下这张表
在这里插入图片描述

但这种方法也存在一些问题:

  • 用户一次签到,就是一条记录,假如有1000万用户,平均每人每年签到次数为10次,则这张表一年的数据量为 1亿条

  • 每签到一次需要使用(8 + 8 + 1 + 1 + 3 + 1)共22 字节的内存,一个月则最多需要600多字节,极其消耗内存空间

我们如何能够简化一点呢?其实可以考虑小时候一个挺常见的方案,就是小时候,咱们准备一张小小的卡片,你只要签到就打上一个勾,我最后判断你是否签到,其实只需要到小卡片上看一看就知道了

我们可以采用类似这样的方案来实现我们的签到需求。

用户的签到状态无非两种,我们按月来统计用户签到信息,签到记录为1,未签到则记录为0.

把每一个bit位对应当月的每一天,形成了映射关系。用0和1标识业务状态,这种思路就称为位图(BitMap。我们用31个bit位(4字节)即可表示我们一个月的签到记录,这样就用极小的空间,实现了大量数据的表示。
在这里插入图片描述

Redis中是利用string类型数据结构实现BitMap,最大上限是512M,转换为bit则是 2^32个bit位。BitMap的操作命令有:

  • SETBIT:向指定位置(offset)存入一个0或1
  • GETBIT :获取指定位置(offset)的bit值
  • BITCOUNT :统计BitMap中值为1的bit位的数量
  • BITFIELD :操作(查询、修改、自增)BitMap中bit数组中的指定位置(offset)的值
  • BITFIELD_RO :获取BitMap中bit数组,并以十进制形式返回
  • BITOP :将多个BitMap的结果做位运算(与 、或、异或)
  • BITPOS :查找bit数组中指定范围内第一个0或1出现的位置

二.实现签到功能

需求:实现签到接口,将当前用户当天签到信息保存到Redis中

思路:我们可以把年和月作为bitMap的key,然后保存到一个bitMap中,每次签到就到对应的位上把数字从0变成1,只要对应是1,就表明说明这一天已经签到了,反之则没有签到。

我们通过接口文档发现,此接口并没有传递任何的参数,我们可以通过后台代码直接获取当天日期,然后到对应的地址上去修改bitMap位即可。
在这里插入图片描述

UserController代码:

 @PostMapping("/sign")
 public Result sign(){
    return userService.sign();
 }

UserServiceImpl代码:

@Override
public Result sign() {
    // 1.获取当前登录用户
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 2.获取日期
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    // 3.拼接key
    String keySuffix = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern(":yyyyMM"));
    // 3.1存储签到信息prefix + 用户id + 签到日期
    String key = "sign:" + userId + keySuffix;
    // 4.获取今天是本月的第几天
    int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
    // 5.写入签到信息Redis SETBIT key offset 1
    stringRedisTemplate.opsForValue().setBit(key, dayOfMonth - 1, true);
    return Result.ok();
}

如此便完成了我们的签到功能,是不是非常简单呀?

三.签到统计

问题1:什么叫做连续签到天数?
从最后一次签到开始向前统计,直到遇到第一次未签到为止,计算总的签到次数,就是连续签到天数。
在这里插入图片描述

Java逻辑代码:获得当前这个月的最后一次签到数据,定义一个计数器,然后不停的向前统计,直到获得第一个非0的数字即可,每得到一个非0的数字计数器+1,直到遍历完所有的数据,就可以获得当前月的签到总天数了

问题2:如何得到本月到今天为止的所有签到数据?

BITFIELD key GET u[dayOfMonth] 0
u[dayOfMonth]:取几个bit位,今天是几号就取几个
0:从第一天开始

假设今天是10号,那么我们就可以从当前月的第一天开始,获得到当前这一天的位数,是10号,那么就是10位,去拿这段时间的数据,就能拿到所有的数据了,那么这10天里边签到了多少次呢?统计有多少个1即可。

问题3:如何从后向前遍历每个bit位?

注意:bitMap返回的数据是10进制,假如说返回一个数字8,那么我哪儿知道到底哪些是0,哪些是1呢?我们只需要让得到的10进制数字和1做与运算就可以了,因为1只有遇见1 才是1,其他数字都是0 ,我们把签到结果和1进行与操作,每与一次,就把签到结果向右移动一位,依次内推,我们就能完成逐个遍历的效果了。
在这里插入图片描述

需求:实现下面接口,统计当前用户截止当前时间在本月的连续签到天数

有用户有时间我们就可以组织出对应的key,此时就能找到这个用户截止这天的所有签到记录,再根据这套算法,就能统计出来他连续签到的次数了
在这里插入图片描述

UserController代码

@GetMapping("/sign/count")
public Result signCount(){
    return userService.signCount();
}

UserServiceImpl代码

@Override
public Result signCount() {
    // 1.获取当前登录用户
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 2.获取日期
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    // 3.拼接key
    String keySuffix = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern(":yyyyMM"));
    String key = USER_SIGN_KEY + userId + keySuffix;
    // 4.获取今天是本月的第几天
    int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
    // 5.获取本月截止今天为止的所有的签到记录,返回的是一个十进制的数字
    // BITFIELD sign:5:202203 GET u14 0
    // 由于BITFIELD可以同时get,set等操作,所以返回一个集合
    List<Long> result = stringRedisTemplate.opsForValue().bitField(
            key,
            BitFieldSubCommands.create()
                    .get(BitFieldSubCommands.BitFieldType.unsigned(dayOfMonth)).valueAt(0)
    );
    // 5.1 判断是否存在签到记录
    if (result == null || result.isEmpty()) {
        // 没有任何签到结果
        return Result.ok(0);
    }
    // 5.2 取获取到的一个签到结果集
    Long num = result.get(0);
    if (num == null || num == 0) {
        // 没有签到结果
        return Result.ok(0);
    }
    // 6.循环遍历
    int count = 0;
    while (true) {
        // 6.1.让这个数字与1做与运算,得到数字的最后一个bit位  // 判断这个bit位是否为0
        if ((num & 1) == 0) {
            // 如果为0,说明未签到,结束
            break;
        }else {
            // 如果不为0,说明已签到,计数器+1
            count++;
        }
        // 把数字右移一位,抛弃最后一个bit位,继续下一个bit位
        num >>>= 1;
    }
    return Result.ok(count);
}

如此我们便完成了统计本月连续签到天数功能。如果需要统计用户最大连续签到天数则还需进行一定的改进。

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