Redis学习笔记 - Bitmaps（位图）

什么是 Bitmaps

Bitmaps 并不是实际的数据类型，而是定义在String类型上的一个面向字节操作的集合。因为字符串是二进制安全的块，他们的最大长度是512M，最适合设置成2^32个不同字节。

Bitmaps 的最大优势之一在存储信息时极其节约空间。例如，在一个以增量用户ID来标识不同用户的系统中，记录用户的四十亿的一个单独bit信息（例如，要知道用户是否想要接收最新的来信）仅仅使用512M内存。

常用命令

1. getbit key offset

• 获取位图指定索引的值

127.0.0.1:6379> set hello big
OK
127.0.0.1:6379> getbit hello 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> getbit hello 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit hello 2
(integer) 1

2. setbit key offset value

• 给位图指定索引设置值，返回该索引位置的原始值

127.0.0.1:6379> set hello big
OK
127.0.0.1:6379> getbit hello 7
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit hello 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get hello
"cig"

127.0.0.1:6379> setbit world 50 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> get world
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00 "
127.0.0.1:6379> setbit world 50 0
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get world
"\x00\x00\x00\x00\x00\x00\x00"

3. bitcount key [start end]

• 获取位图指定范围（start到end，单位为字节，如果不指定就是获取全部）位值为1的个数。

127.0.0.1:6379> set hello big
OK
127.0.0.1:6379> bitcount hello
(integer) 12
127.0.0.1:6379> setbit hello 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount hello
(integer) 13

127.0.0.1:6379> bitcount hello 0 0
(integer) 4
127.0.0.1:6379> bitcount hello 0 1
(integer) 8
127.0.0.1:6379> bitcount hello 0 2
(integer) 13
127.0.0.1:6379> bitcount hello 1 1
(integer) 4
127.0.0.1:6379> bitcount hello 1 2
(integer) 9
127.0.0.1:6379> bitcount hello 2 2
(integer) 5

4. bitop and|or|not|xor destkey key [key...]

• 做多个bitmap的and（交集）、or（并集）、not（非）、xor（异或）操作并将结果保存到destkey中。

127.0.0.1:6379> set hello big
OK
127.0.0.1:6379> set world big
OK
127.0.0.1:6379> bitop and destkey hello world
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get destkey
"big"
127.0.0.1:6379> bitop or destkey hello world
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get destkey
"big"
127.0.0.1:6379> bitop not destkey hello
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get destkey
"\x9d\x96\x98"
127.0.0.1:6379> bitop xor destkey hello world
(integer) 3
127.0.0.1:6379> get destkey
"\x00\x00\x00"

5. bitpos key targetBit [start] [end] （起始版本：2.8.7）

• 计算位图指定范围（start到end，单位为字节，如果不指定就是获取全部）第一个偏移量对应的值等于targetBit的位置。

127.0.0.1:6379> set hello big
OK
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> bitpos hello 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1 2 2
(integer) 17
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1 2 3
(integer) 17
127.0.0.1:6379> bitpos hello 0 2 3
(integer) 16
127.0.0.1:6379> bitpos hello 0 0 3
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitpos hello 1 0 3
(integer) 1

实战应用

独立用户访问统计

1. 使用 set 和 Bitmap （前提是用户的ID必须是整型）
2. 1亿用户，五千万独立

数据类型	每个userId占用空间	需要存储的用户量	内存使用总量
set	32位(假设userId用的是integer)	50,000,000	32位*50,000,000=200MB
Bitmap	1位	100,000,000	1位*100,000,000=12.5MB

1. 若只有10万独立用户

数据类型	每个userId占用空间	需要存储的用户量	内存使用总量
set	32位(假设userId用的是整型)	100,000	32位*100,000=4MB
Bitmap	1位	100,000,000	1位*100,000,000=12.5MB

使用经验

1. string类型最大长度为512M。
2. 注意setbit时的偏移量，当偏移量很大时，可能会有较大耗时。
3. 位图不是绝对的好，有时可能更浪费空间。

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