Redis系列二：位图实战，实现打卡签到

Redis系列二：位图实战，实现打卡签到

前言如果要统计一篇文章的阅读量，可以直接使用Redis的incr指令来完成。如果要求阅读量必须按用户去重，那就可以使用set来记录阅读了这篇文章的所有用户id，获取set集合的长度就是去重阅读量。但是如果爆款文章阅读量太大，set会浪费太多存储空间。这时候我们就要使用Redis提供的HyperLogLog数据结构来代替set，它只会占用最多12k的存储空间就可以完成海量的去重统计。但是它牺牲了准确度，它是模糊计数，误差率约为0.81%。

按照官网的说法，Redis位图Bitmaps不是实际的数据类型，而是在字符串类型上定义的一组面向位的操作。在Redis中字符串限制最大为512MB，所以位图中最大可以设置2^32个不同的位（42.9亿个）。图位的最小单位是比特(bit)，每个bit的值只能是0或1。位图适合存bool数据，当某个业务只有两种结果的时候，位图是不二之选位图的存储大小计算：（maxOffset/8/1024/1024）MB。其中maxOffset为位图的最大位数

//bit基本操作asyncfunctionbaseBitFun(){//hello=>二进制【0110100001100101011011000110110001101111】const[bitKey,bitValue]=[‘bitKey’,‘hello’]client.set(bitKey,bitValue,redis.print);client.get(bitKey,redis.print);//1.根据偏移量获取bit上的值0=》0；1-》1client.getbit(bitKey,1,redis.print);//2.bitcount获取全部的1的总数client.bitcount(bitKey,redis.print);//3.setbit设置指定偏移量的值，0||1//!offset参数必须0到2^32(bit映射被限制在512MB之内)。//!注意，这里的star和end不是指bit的下标，而是字节(byte)的下标。比如start为1，则实际对应的bit下标为8（1byte=8bit）client.setbit(bitKey,0,‘1’);client.bitcount(bitKey,redis.print);awaitsleep(0.2);console.log(‘—-获取位置—-’);//4.获取第一次出现0或1的位置，获取某个偏移量之后第一次出现0或1的位置client.bitpos(bitKey,0,redis.print)client.bitpos(bitKey,1,redis.print)//1=>82=>16==[8,16]client.bitpos(bitKey,1,2,redis.print)awaitsleep(0.2);console.log(‘—-BITFIELD—-’);//设置value=helloclient.setbit(bitKey,0,‘0’);client.get(bitKey,redis.print);//geti40从0开始取4位即0110,有符号/无符号转十进制为6,1*2^2+1*2^1=6,结果一致constget1Arg=[‘get’,‘i4’,0];//!geti44从4开始取4位即1000,有符号转十进制为-8,1000=>constget2Arg=[‘get’,‘i4’,4];//5.bitfieldclient.bitfield(bitKey,get1Arg,redis.print);client.bitfield(bitKey,get2Arg,redis.print);//6.incrby//2位开始连续4位无符号自增constincrby1Arg=[‘incrby’,‘u4’,2,1];client.bitfield(bitKey,incrby1Arg,redis.print);/*它用来对指定范围的位进行自增操作。既然提到自增，就有可能出现溢出。如果增加了正数，会出现上溢，如果增加的是负数，就会出现下溢出。【Redis默认的处理是折返】。如果出现了溢出，就将溢出的符号位丢掉。如果是8位无符号数255，加1后就会溢出，会全部变零。如果是8位有符号数127，加1后就会溢出变成-128。/awaitsleep(0.2);console.log(‘—-BITOP—-’);};20581419136298509954185548911121429733070491100764827568152669734151278456331661094323490405783745578896867764260898323394695774729635243257987223681446572593138618053240853592667493281798612

返回值

/Reply:OKReply:helloReply:1Reply:21Reply:22—-获取位置—-Reply:3Reply:0Reply:17—-BITFIELD—-Reply:helloReply:6Reply:-8Reply:11—-BITOP—-*/BITFIELD

字母数值二进制(高位<-低位)h10401101000e10101100101l10801101100l10801101100o11101101111

127.0.0.1:6379>setwhelloOK127.0.0.1:6379>bitfieldwgetu40#从w的第0个位开始取4个位(0110)，结果为无符号数(u)1)(integer)6127.0.0.1:6379>bitfieldwgetu32#从w的第2个位开始取3个位(101)，结果为无符号数(u)1)(integer)5127.0.0.1:6379>bitfieldwgeti40#从w的第0个位开始取4个位(0110)，结果为有符号数(i)1)(integer)6127.0.0.1:6379>bitfieldwgeti32#从w的第2个位开始取3个位(101)，结果为有符号数(i)1)(integer)-3127.0.0.1:6379>bitfieldwsetu8897#从第9个位开始，将接下来8个位用无符号数97(字母a)替换1)(integer)101127.0.0.1:6379>getwBITOPoperationdestkeykey[key…]

基本操作其实还是用终端比较好，直接贴命令

127.0.0.1:6379>setaa#二进制01100001OK127.0.0.1:6379>setcc#二进制01100011OK127.0.0.1:6379>bitopanddestkeyac#与操作01100001->a(integer)1127.0.0.1:6379>getdestkey“a”

127.0.0.1:6379>setaa#二进制01100001OK127.0.0.1:6379>setbb#二进制01100010OK127.0.0.1:6379>bitopordestkeyab#或操作01100011->c(integer)1127.0.0.1:6379>getdestkey“c”

127.0.0.1:6379>setaa#二进制01100001OK127.0.0.1:6379>setzZ#二进制01011010(大写的Z)OK127.0.0.1:6379>bitopxordestkeyaz#异或00111011->;分号(integer)1127.0.0.1:6379>getdestkey“;”实战前奏

如果对位运算不熟悉的同学，可以先复习一下。

链接放这里了：

理解有符号数和无符号数位运算世界畅游指南

(asyncfunction(){constbitmap=newBitMap();//初始化数据awaitbitmap.initData([‘2020-10’]);//展示10月份全部签到数据awaitbitmap.getAllData([‘2020-10’]);const[uid1,uid2]=[1,2]//用户X签到awaitbitmap.userSign(uid2,‘2020-11-18’);//用户X在XX日期是否签到awaitbitmap.judgeUserSign(uid2,‘2020-11-18’);//用户X在XX月总的签到次数awaitbitmap.getUserSignCount(uid2,‘2020-10’);//用户X在XX月第一次签到的日期awaitbitmap.getFirstSignDate(uid2,‘2020-11’);//用户XX在XX月签到的情况awaitbitmap.getSignInfo(uid2,‘2020-10’);//某个区间内，连续签到的人数总和awaitbitmap.signAllWeek();awaitcommon.sleep(1);process.exit(1);})()66941031572676539127373249176442533131677904680856451429544738361496977131263413555395899898145694842260655722978212395759114068796234988218835667209324705228928718617519152100748843050487330

返回值

?2位图git:(main)?ts-nodesign.ts用户1在2020-10月签到数据:1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1用户2在2020-10月签到数据:0,0,1,1,1,1,0,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,0,1,0,0,0,1,1,0,1,1,0,1,1,1用户3在2020-10月签到数据:1,0,1,0,0,1,0,0,1,0,0,1,1,1,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,1用户4在2020-10月签到数据:1,0,0,1,0,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,1,0,0,1,1,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0用户5在2020-10月签到数据:1,0,1,1,0,1,1,1,0,1,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,1,1,1,0,1用户6在2020-10月签到数据:0,0,0,1,0,0,1,0,0,0,1,1,1,1,0,1,1,0,1,1,0,0,0,1,1,0,0,1,1,1,0用户2在2020-11-18签到为1用户1在2020-11月签到数据:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0用户2在2020-11月签到数据:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0用户3在2020-11月签到数据:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0用户4在2020-11月签到数据:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0用户5在2020-11月签到数据:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0用户6在2020-11月签到数据:0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0用户2在2020-11-18签到状态为1用户2在2020-10月份签到总次数为15用户2在2020-11月份首次签到日期为2020-11-18——用户2在2020-10签到情况——-当月签到连续情况为：[{signCount:4,days:[3,4,5,6]},{signCount:3,days:[29,30,31]},{signCount:2,days:[26,27]},{signCount:2,days:[23,24]},{signCount:1,days:[19]},{signCount:1,days:[17]},{signCount:1,days:[13]},{signCount:1,days:[11]}]最长的连续签到次数：4最长的连续签到次数日期为：3,4,5,6———-本月某七天———–本月第4到10天中所有的签到次数:1具体实现

实现部分涉及:

/*获取某些月份总的签到数据@paramtotalMonth如:[‘2020-10’]/publicasyncgetAllData(totalMonth:string[]){for(letuid=1;uid<=this.allUser;uid++){consttotal=[];//获取上月份的起止时间for(constmonthoftotalMonth){//month对应的天数const{days}=UtilDate.daysInMonth(month);//allUser用户ID作为key中的标示//【偏移量+1】就是某月对应的几号letoffset=0;while(offset<days){constbit=awaitthis.client.getbit(this.genKey({date:month,uid}),offset);total.push(bit);offset++;}constresult=用户${uid}在${month}月签到数据:${total};console.log(result);}}}/用户在某天签到@paramuid用户ID@paramdateYYYY-MM—DD/publicasyncuserSign(uid:number,date:string){constoffset=UtilDate.dayOfNumInMonth(date);conststatus=SIGN.YES;awaitthis.client.setbit(this.genKey({date,uid}),offset-1,status);console.log(用户${uid}在${date}签到为${status});}/*判断用户在某天是否签到@paramuid用户ID@paramdateYYYY-MM—DD*/publicasyncjudgeUserSign(uid:number,date:string){constoffset=UtilDate.dayOfNumInMonth(date);conststatus=awaitthis.client.getbit(this.genKey({date,uid}),offset-1);awaitthis.getAllData([‘2020-11’]);console.log(用户${uid}在${date}签到状态为${status});}/用户X在XX月总的签到次数@paramuid用户ID@paramdateYYYY-MM—DD/publicasyncgetUserSignCount(uid:number,date:string){constcount=awaitthis.client.bitcount(this.genKey({date,uid}));console.log(用户${uid}在${date}月份签到总次数为${count});}35819347873064407897362118149690436889584584235229257323810694313867241625587960756680151399733363379451493450857115982122753486539161002417426120837077429544456889802926769111772825526951967

/***获取当月签到情况*1.当月最长的签到天数2.@paramuid@paramdate/publicasyncgetSignInfo(uid:number,date:string){const{days,dayList}=UtilDate.daysInMonth(date);constkey=this.genKey({date,uid});//days该月总天数constbitValue=awaitthis.genBitIntervalValue({key,start:0,length:days});if(bitValue===-1){console.log(‘相关信息不存在’)return}letsignCount=0;constsignInfo=[];letsignValue=bitValue;//从后往前算for(letindex=dayList.length;index>0;index–){//位运算//先左后右，如果和原数据相等，则标示最低位是0，即，没有签到//从该月最后一天往前算。if(signValue>>1<<1===signValue){if(signCount>0){//记录连续的长度&位置signInfo.push({signCount,index});//重置连续次数signCount=0;}}else{signCount++;}signValue>>=1;}//记录最后的一次连续【高位】if(signCount>0){signInfo.push({signCount,index:0});}//统计连续的天数、连续的日期constresult=[];for(constitemofsignInfo){const{signCount,index}=item;constdays=[];leti=1;let_index=index+1;while(i<=signCount){days.push(_index++);i++;}constarg={signCount,days,}result.push(arg);}//排序函数逆序排列constcompare=(p:any)=>(m:any,n:any)=>-(m[p]-n[p]);result.sort(compare(‘signCount’));console.log(------用户${uid}在${date}签到情况-------)console.log(“当月签到连续情况为：”,‘\n’,result);console.log(最长的连续签到次数：${result[0].signCount});console.log(最长的连续签到次数日期为：${result[0].days});}15522534116364838351220861394917423591757839011102869569355502644335497518095143027063796606739781966739938441659218246146754788406437324962226842892185100878987317129585394968143275770457282

具体的实例代码：https://github.com/simuty/Integration/blob/main/Redis/