Redis Bitmap

1.什么叫做Redis的bitmap

即：操作String数据结构的key所存储的字符串指定偏移量上的位，返回原位置的值

1.1 优点：

节省空间：通过一个bit位来表示某个元素对应的值或者状态，其中key就是对应元素的值。实际上8个bit可以组成一个Byte，所以是及其节省空间的。
效率高：setbit和getbit的时间复杂度都是O(1)，其他位运算效率也高。

2 Redis的bitmap API：

• setbit
  指定字符串偏移的位的值

• setbit key offset value

> setbit login_month 1 1
0
> set login_month 2 1
ERR syntax error
> setbit login_month 2 1
0

对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。位的设置或清除取决于 value 参数，可以是 0 也可以是 1 。当 key 不存在时，自动生成一个新的字符串值。字符串会进行伸展(grown)以确保它可以将 value 保存在指定的偏移量上。当字符串值进行伸展时，空白位置以 0 填充。offset 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) 。对于大偏移量的setbit 操作申请内存会花费一定的时间。

• getbit
  获取指定偏移量上的位 ，当 offset 比字符串值的长度大，或者 key 不存在时，返回 0 。

• getbit key offset
  使用位图操作来进行字符串大小写转换

> getbit login_month 1
1
> getbit login_month 3
0

bitcount
统计字符串被设置为1的bit数

bitcount key [start end]
bitop
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 ...]

> set w hello
OK
> bitcount w
21
> bitcount w 0 0    #第一个字符中 1 的位数
3
> bitcount w 0 1  #前两个字符中 1 的位数
7
> bitpos w 0  #第一个 0 位
0
> bitpos w 1  #第一个 1 位
1
> bitpos w 1 1 1  #从第二个字符算起，第一个 1 位
9
> bitpos w 1 2 2  #从第三个字符算起，第一个 1 位
17

3. Redis的bitmap应用场景

两个命令都是效率高并且省内存，因为直接操作的是Redis存储的数据。

3.1 可以作为简单的布隆过滤器来判断用户是否执行过某些操作。

基于Redis的分布式布隆过滤器

3.2 用户日活，月活，留存率的统计

实际是统计每天的用户数量。

• key：日期；
• offset：用户id【数字或者二进制】；
• value：是否登录/做任意操作；

按日期生成一个位图（bitmap）

• 计算日活：bitcount key获取key为1的数量；
• 计算月活：可把30天的所有bitmap做or计算，在进行bitcount计算；
• 计算留存率：昨日留存=昨天今天连续登录的人数/昨天登录的人数，即昨天的bitmap与今天的bitmap进行and计算，在除以昨天bitcount的数量。

3.3 实现用户上线次数的统计

实际上是以用户为主体

• key：用户id；
• offset：日期；
• value：是否上线；

setbit xiaopang 1 0；记录小胖的上线天数，bitcount xiaopang统计小胖的上线天数。

3.3 用户在线状态和人数统计

也是使用一个bitmap，使用用户id来充当offset，上线标识是1，下线标识是0，也可轻松统计在线人数。

4.使用经验

1. type = string，最大512M
2. 注意setbit时的偏移量，可能有较大耗时
3. 位图不是绝对好