Redis --- 位图

背景

结构

存取方式

统计和查找

背景

开发过程中，会有布尔类型的存储，比如记录一个用户一年365天的签到情况，如果每天都要有一个布尔变量，多个用户，亦或者使用k-v形式，上亿用户的话这个存储量是惊人的。所以Redis的位图应运而生。

一个值占一个位，365天也就是365位，46个字符，也就是一个长点的字符串，大大节省了内存空间。

结构

它并不是一种类似于队列等的特殊的数据结构，内容其实就是普通的字符串，按二进制位数来说，也是就byte数组，可以使用，get，set索引来直接获取或者设置整个位图的内容。

Redis的为数组是自动扩展的，如果偏移位置超出了反胃，会自动扩容。

直接把字符串设置为“hello”，

hello的ASCⅡ码：

>>> bin(ord(' h '))

'0b1101000'

# 高位 -> 低位

>>> bin(ord(' e '))

'0b1100101'

>>> bin(ord(' l '))

'0b1101100'

>>> bin(ord(' l '))

'0b1101100'

>>> bin(ord(' o '))

'0b1101111'

注意都是八位。

设置一下一个字符串的位，只需要设置值为1 的位即可

127.0.0.1:6379> setbit s 1 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> setbit s 2 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> setbit s 4 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> setbit s 9 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> setbit s 10 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> setbit s 13 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> setbit s 15 1

(integer) 0

127.0.0.1:6379> get s

"he"

h 只有 1 2 4位是1，e是 9 10 13 15位是1 （两个字符，16位）直接得到便是一个“he”的字符串

存取方式

以上的例子可以理解为零存整取，还有零存零取，整存零取，零存就是向上面那样一位一位对位置进行设置。整存就是把字符串一次性填充所有位数组，覆盖旧值。

看完位图的结构和存储之后，我们存下来是为了获得统计数量，完成我们所需要的需求。

统计和查找

Redis提供了位图指令：bitcount 和 bitpos,

bitcount用来统计指定位置范围内1的个数，

bitpos 用来查找指定范围内出现的第一个0 或 1

后面参数[start, end] 但是这两个参数都是以8字节位单位的，也就是说，0， 1是指第一个开始第二个字节结束，范围实际上是前十六位。

127.0.0.1:6379> set w hello

OK

127.0.0.1:6379> bitcount w

(integer) 21

127.0.0.1:6379> bitcount w 0 0 # 第一个字符中 1 的位数

(integer) 3

127.0.0.1:6379> bitcount w 0 1 # 前两个字符中 1 的位数

(integer) 7

127.0.0.1:6379> bitpos w 0 # 第一个 0 位

(integer) 0

127.0.0.1:6379> bitpos w 1 # 第一个 1 位

(integer) 1

127.0.0.1:6379> bitpos w 1 1 1 # 从第二个字符算起，第一个 1 位

(integer) 9

127.0.0.1:6379> bitpos w 1 2 2 # 从第三个字符算起，第一个 1 位

(integer) 17