码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

Bitmaps

时间:2018-01-03 00:53:13      阅读:366      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:使用   表示   字符   多个   很多   class   itop   一个   连续   

核心知识点:

1.Bitmaps是一种特殊的“数据结构”,实质上是一个字符串,操作单元是位。

2.命令:

  a.setbit:设置值,只能存储0和1,适用二元判断类型

  b.getbit:获取值

  c.bitcount:统计1的数量,可指定范围

  d.bitop:可取交集、并集、非、异或

  e.bitpos:第一个获取某种状态的偏移量

3.Bitmaps并不是任何场合都适合,在某些场合适用会有意想不到的效果。

 

 

1.数据结构模型

现代计算机用二进制(位)作为信息的基础单位,1个字节等位8位,例如“big”字符串是由3个字节组成,

但实际在计算机存储时将其用二进制表示,“big”分别对应的ASCII码分别是98、105、103,

对应的二进制分别是01100010、01101001和01100111,如下图:

技术分享图片

许多开发语言都提供了操作位功能,合理地使用位能够有效地提高内存使用率和开发效率。

Redis提供了Bitmaps这个“数据结构”,可以实现对位的操作。把数据结构加上引号主要因为:

(1)Bitmaps本身不是一种数据结构,实际上它就是字符串,,但它可以对字符串的位进行操作;

(2)Bitmaps单独提供了一套命令,所以在Redis中使用Bitmaps和使用字符串的方法不太一样。

  可以把Bitmaps想象成一个以位为单位的数组,数组的每个单元只能存储0和1,数组的下标在Bitmaps中叫做偏移量。

 

2.命令

本节将每个独立用户是否访问过网站存放在Bitmaps中,将访问的用户记做1,没有访问的用户记做0,用偏移量作为用户的id。

(1)设置值

setbit key offset value

设置键的第offset个位的值(从0算起),假设现在有20个用户,userid=0,5,11,15,19的用户对网站进行了访问,

那么当前Bitmaps初始化结果如图:

技术分享图片

具体操作过程如下,unique:users:2016-04-05代表2016-04-05这天的独立访问用户的Bitmaps:

127.0.0.1:6379> setbit unique:users:2016-04-05 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit unique:users:2016-04-05 5 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit unique:users:2016-04-05 11 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit unique:users:2016-04-05 15 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit unique:users:2016-04-05 19 1
(integer) 0

很多应用的用户id以一个指定的数字(例如10000)开头,直接将用户id和Birmaps的偏移量对应势必会造成一定的浪费,

通常的做法是每次做setbit操作时将用户id减去这个指定数字。

在第一次初始化Bitmaps时,如果偏移量非常大,那么整个初始化过程执行会比较慢,可能会造成Redis阻塞。

 

(2)获取值

getbit key offset

获取键的第offset位的值(从0开始计算),如果返回0代表没有访问,返回1代表访问过。

127.0.0.1:6379> getbit unique:users:2016-04-05 8
(integer) 0
127.0.0.1:6379> getbit unique:users:2016-04-05 5
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit unique:users:2016-04-05 1000
(integer) 0
#不存在1000,自然返回0

 

(3)获取Bitmaps指定范围值为1的个数

bitcount key [start] [end]
127.0.0.1:6379> bitcount unique:users:2016-04-05
(integer) 5
127.0.0.1:6379> bitcount unique:users:2016-04-05 10 20
(integer) 0
127.0.0.1:6379> bitcount unique:users:2016-04-05 1 3
(integer) 3
#start和and代表字节数,一个字节8位,1到3个字节就是索引在8到23之间

 

(4)Bitmaps间的运算

bitop op destkey key [key ...]

bitop是一个复合操作,它可以做多个Bitmaps的and(交集)、or(并集)、not(非)、xor(异或)操作,并将结果保存在destkey中。

下面有该网站连续2天客户访问的Bitmaps记录:

技术分享图片

下面操作计算两天都访问网站的用户数:

127.0.0.1:6379> bitop and unique:users:and:2016-04-03_04 unique:users:2016-04-03 unique:users:2016-04-04
(integer) 2
127.0.0.1:6379> bitcount unique:users:and:2016-04-03_04
(integer) 2

下面操作计算两天中至少有一天访问网站的用户数:

127.0.0.1:6379> bitop or unique:users:or:2016-04-03_04 unique:users:2016-04-03 unique:users:2016-04-04
(integer) 2
127.0.0.1:6379> bitcount unique:users:or:2016-04-03_04
(integer) 6

 

(5)计算Bitmaps中第一个值为tergetBit的偏移量

bitpos key targetBit [start] [end]

下面操作计算2016-04-03这一天当前访问网站的最小用户id:

127.0.0.1:6379> bitpos unique:users:2016-04-03 1
(integer) 0  #索引为1的用户最先访问

除此之外,bitpos还可以指定start和end,分别代表起始字节和结束字节:

127.0.0.1:6379> bitpos unique:users:2016-04-04 1 1 2
(integer) 9

 

3.Bitmaps性能分析

假设网站有1亿用户,每天独立访问的用户是5000万,如果每天用集合类型和Bitmaps分别存储活跃用户。

技术分享图片

很容易看出,在这种情况下Bitmaps能节省很多内存空间,尤其随着时间推移比较客观。

技术分享图片

但是Bitmaps并不是万金油,当该网站每天访问的用户很少时,Bitmaps就有点不合时宜了。

技术分享图片

注释:由于有5000万活跃用户,每个用户一个id,这就需要8位数字表示,每个数字一个字节因此就是64位。

 

Bitmaps

标签:使用   表示   字符   多个   很多   class   itop   一个   连续   

原文地址:https://www.cnblogs.com/yangmingxianshen/p/8179865.html

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!