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一文搞懂redis的bitmap

2022-04-27 分類：編程知識(shí) 閱讀(1764) 評(píng)論(0)

本篇文章給大家?guī)?lái)了關(guān)于Redis的相關(guān)知識(shí)，其中主要介紹了bitmap問(wèn)題，Redis 為我們提供了位圖這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，位圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其實(shí)并不是一個(gè)全新的玩意，我們可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為就是個(gè)數(shù)組，只是里面的內(nèi)容只能為0或1而已，希望對(duì)大家有幫助。

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推薦學(xué)習(xí)：Redis視頻教程

1.位圖簡(jiǎn)介

如果我們需要記錄某一用戶在一年中每天是否有登錄我們的系統(tǒng)這一需求該如何完成呢？如果使用KV存儲(chǔ)，每個(gè)用戶需要記錄365個(gè)，當(dāng)用戶量上億時(shí)，這所需要的存儲(chǔ)空間是驚人的。

Redis 為我們提供了位圖這一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，每個(gè)用戶每天的登錄記錄只占據(jù)一位，365天就是365位，僅僅需要46字節(jié)就可存儲(chǔ)，極大地節(jié)約了存儲(chǔ)空間。

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位圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)其實(shí)并不是一個(gè)全新的玩意，我們可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為就是個(gè)數(shù)組，只是里面的內(nèi)容只能為0或1而已(二進(jìn)制位數(shù)組)。

2.命令實(shí)戰(zhàn)

Redis提供了SETBIT、GETBIT、BITCOUNT、BITOP四個(gè)常用命令用于處理二進(jìn)制位數(shù)組。

  • SETBIT：為位數(shù)組指定偏移量上的二進(jìn)制位設(shè)置值，偏移量從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，二進(jìn)制位的值只能為0或1。返回原位置值。
  • GETBIT：獲取指定偏移量上二進(jìn)制位的值。
  • BITCOUNT：統(tǒng)計(jì)位數(shù)組中值為1的二進(jìn)制位數(shù)量。
  • BITOP：對(duì)多個(gè)位數(shù)組進(jìn)行按位與、或、異或運(yùn)算。
127.0.0.1:6379> SETBIT first 0 1    # 0000 0001 (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT first 3 1    # 0000 1001 (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT first 0 0    # 0000 1000 (integer) 1  127.0.0.1:6379> GETBIT first 0 (integer) 0 127.0.0.1:6379> GETBIT first 3 (integer) 1  127.0.0.1:6379> BITCOUNT first      # 0000 1000 (integer) 1 127.0.0.1:6379> SETBIT first 0 1    # 0000 1001 (integer) 0 127.0.0.1:6379> BITCOUNT first      # 0000 1001 (integer) 2 127.0.0.1:6379> SETBIT first 1 1    # 0000 1011 (integer) 0 127.0.0.1:6379> BITCOUNT first      # 0000 1011 (integer) 3  127.0.0.1:6379> SETBIT x 3 1         (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT x 1 1         (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT x 0 1        # 0000 1011 (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT y 2 1         (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT y 1 1        # 0000 0110 (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT z 2 1         (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT z 0 1        # 0000 0101 (integer) 0  127.0.0.1:6379> BITOP AND andRes x y z    #0000 0000 (integer) 1 127.0.0.1:6379> BITOP OR orRes x y z      #0000 1111 (integer) 1 127.0.0.1:6379> BITOP XOR x y z           #0000 1000 (integer) 1  # 對(duì)給定的位數(shù)組進(jìn)行按位取反 127.0.0.1:6379> SETBIT value 0 1 (integer) 0 127.0.0.1:6379> SETBIT value 3 1            #0000 1001 (integer) 0 127.0.0.1:6379> BITOP NOT notValue value    #1111 0110 (integer) 1

3.BitMap源碼分析

3.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

如下展示了一個(gè)用 SDS 表示的一字節(jié)(8位)長(zhǎng)的位圖：

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擴(kuò)展：Redis 中的每個(gè)對(duì)象都是有一個(gè) redisObject 結(jié)構(gòu)表示的。

typedef struct redisObject { // 類型 unsigned type:4; // 編碼 unsigned encoding:4; unsigned lru:REDIS_LRU_BITS; /* lru time (relative to server.lruclock) */ // 引用計(jì)數(shù) int refcount; // 執(zhí)行底層實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的指針 void *ptr; } robj;