Redis 位圖基礎到統計活躍用戶

前言

你們有沒有想過如何統計活躍用戶數量？若是是本身作，那該怎麼作？

這裏思考一分鐘，後面我將分享一下如何使用 redis 中的位圖來統計活躍用戶數。

正文

什麼是位圖 ？

位圖（bitmap) 是二進制的 byte 數組，也能夠簡單理解成是一個普通字符串。它將二進制數據存儲在 byte 數組中以達到存儲數據的做用。

圖 1.1

如何使用位圖 ？

理清概念

在解釋什麼是位圖的時候說過，位圖能夠理解成是一個普通字符串，那麼咱們爲何要用位圖而不是字符串呢 ？

下面是在 redis 中存儲字符串的一個示意圖

圖 2.1

如圖，存儲字符串是將字符串二進制數組的形式存儲在 redis 中，位圖能夠直接對 二進制的數組操做，位圖的優點在於能夠用 0 和 1來存儲布爾值，這大大下降了咱們的存儲空間消耗。因爲這個特性，咱們用位圖來記錄簽到信息，記錄活躍用戶等，能夠達到節省空間的能力（後面會有介紹)。

那咱們如何對二進制的數組進行操做呢？

基本存取

setbit | getbit

上文說的二進制數組咱們能夠對它作添加、查找及修改的功能

如何進行添加和查找呢?

setbit [keyName] [offset] [value]
複製代碼

offset：偏移量，指的是數組的下標； value: 數據， 只能是 0 和 1。

這條命令既能夠添加數據也能夠修改數據。

如何進行查找呢 ？

getbit [keyName] [offset]
複製代碼

offset：偏移量，指的是數組的下標。這裏，除了設置 value 爲 1 的 offset, 查詢其餘的都返回 0

補充：上面說了位圖能夠理解成字符串，那麼它們之間能夠互相操做嗎？

圖 2.2

請對照上圖，咱們一塊兒完成下面的探究:

1. 以字符串存儲，能夠經過 getbit 命令獲取到值嗎？

   咱們能夠結合查詢和圖片所示的 offset 及所對應的值來驗證

   > set str hi
   OK
   
   > getbit str 0
   (integer) 0
   
   > getbit str 4
   (integer) 1
   
   > getbit str 7
   (integer) 0
   
   > getbit str 15
   (integer) 1
   複製代碼

   結論：能夠的

2. 以字符串存儲，能夠經過 settbit 修改值嗎？

   咱們能夠試着將 offset 7 對應的 value 改爲 1， 若是成功了，h 字符應該變成 i

   > setbit str 7 1
   (integer) 0
   
   > get str
   "ii"
   複製代碼

   結論：能夠

3. 用 setbit 存儲字符串的二進制數據，能夠經過 get 獲取字符串嗎？

   咱們將 字符 h 的二進制存入位圖，看能夠能經過 get 獲取

   > setbit bitmap 0 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 1 1
   (integer) 0
   > setbit bitmap 2 1
   (integer) 0
   > setbit bitmap 3 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 4 1
   (integer) 0
   > setbit bitmap 5 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 6 0
   (integer) 0
   > setbit bitmap 7 0
   (integer) 0
   > get bitmap
   "h"
   複製代碼

   結論：能夠

上面介紹了位圖的基本概念和使用，經過一系列的探究但願能幫助你們更好的理解位圖

那麼，如何將位圖應用的項目中呢？

統計和查找

bitcount | bitpos

bitcount 是用來查找 1 出現的次數，既能夠對位圖使用也能夠對字符串使用，用法以下：

bitcount [keyName] [startWith] [endWith]
複製代碼

注意：這裏的 startWith 和 endWith 不是二進制數組的下標（offset)

這裏的 startWith 和 endWith 能夠理解成是字符串的下標，一個字符串對應 8 位二進制數據；它們至關因而截取字符串，如 s= "hi", s[0:0] = "h", 它所對應的二進制數組的下標是 0，7，以此類推。

其實這裏很差解釋，先來帶代碼，能夠結合着上面的 圖 2.2 看一下，你們後面能夠在領悟一下

> set str hi
> bitcount str 0 0
(integer) 4
> bitcount str 0 1
(integer) 8
> bitcount str
(integer) 8
複製代碼

注意：startWith 和 endWith 不設置的時候默認所有範圍

應用場景：統計活躍用戶的數量

bitpos 用來查找指定範圍內出現的第一個 0 或 1，用法以下：

bitpos [keyName] [bit] [start] [end]
複製代碼

bit: 要找的 0 或者 1， start 和 end 同上面的 startWith 和 endWith

應用場景：獲取第一次簽到和第一次未簽到的時間

應用場景

上面大體說了 2 個應用場景：

1. 統計活躍用戶的數量
2. 獲取第一次簽到和第一次未簽到的時間

我在這裏稍微介紹一下思路，而後附上一個 統計活躍用戶的數量 可供參考

統計活躍用戶的數量

1. 將位圖的 keyName 設置成須要統計的 行爲和時間範圍 [ation:date], 如：login:2020-3
2. 將用戶對應到位圖中的 offset, 如 id 對應二進制數組的下標，id 爲 int
3. 簽到成功使用 setbit 將對應的offset 設置成 1
4. 使用 bitcount 統計某個行爲和時間範圍的活躍人數，如 bitcount login:2020-3

Demo: DailyActiveUsers

獲取第一次簽到和第一次未簽到的時間

1. 將位圖的 keyName 設置成須要統計的 行爲和時間範圍和對象 [ation: date:person], 如：login:2020-3:Tom
2. 將日期對應到位圖中的 offset, 如 1號對應二進制數組的下標 0， 2 號爲 1
3. 簽到成功使用 setbit 將對應的offset 設置成 1
4. 使用 bitpos 統計某個行爲和時間範圍和對象的簽到狀況，如 bitpos login:2020-3:Tom 1

總結

1. 位圖和字符串沒有本質上的區別，只是操做方式不一樣
2. 使用位圖存儲布爾數據能夠大大節省空間
3. 存取命令 setbit/getbit
4. 統計查找 bitcount / bitpos

最後

上述內容對你們有所幫助的話，請幫我 點個贊👍，創做不易，感謝支持！

若是本文有任何錯誤，感謝各位批評指教 ！