如何利用 Redis 快速實現簽到統計功能

finecho發表於2019-03-14
Redis

@這是小豪的第十一篇文章

上篇文章 已經對 Redis 基礎命令進行了一個大致的學習，接下來我們就需要解決 Issue “增加使用者活躍度統計” 啦！

其實當我看到這個 Issue 的時候，我的第一反應是利用 MySql 來實現，建立一個簽到表，記錄使用者 ID 和 簽到時間，然後統計的時候從資料庫中取出來然後聚合計算，完美，哈哈。

但是當看到要求說要用 Redis 位運算的時候，我就在想，為啥呢，仔細想了一哈，發現如果用 MySql 來實現的話雖然簡單粗暴，但是也有弊端，比如我們想要做一些複雜的功能就不是太方便了，或者說不是太高效能了，比如，今天是連續簽到的第幾天，在一定時間內連續簽到了多少天。另外一方面，如果按100萬使用者量級來計算，一個使用者每年可以產生 365條記錄，100萬使用者的所有簽到記錄那就有點恐怖了，查詢計算速度也會越來越慢。

所以毅然選擇 Redis ，下面給大家介紹一下究竟為啥選擇它。

準備

大家知道 Redis 的字串資料都是以二進位制的形式存放的，所以說 Redis 的 Bit 操作非常適合處理這個場景，因為 Bit 的值為 0 或 1，使用者是否打卡也可以用 0 或 1 來表示，我們把簽到的天數對應到每個位元組上，打卡了就是1，沒打卡就是0，那麼一個使用者一年下來的記錄就是 365 位的長度，100萬使用者一年只需要耗費大約 43 M 左右的儲存空間就可以了，而且速度賊快，大夥可能會問，這個究竟是怎麼計算來的，我們來看一下官方的解釋：

在一臺 2010MacBook Pro 上，offset 為2^32-1（分配512MB）需要～300ms，offset 為2^30-1(分配128MB)需要～80ms，offset 為2^28-1（分配32 MB）需要～30ms，offset 為2^26-1（分配8MB）需要8ms。

大概的空間佔用計算公式是：( offset / 8 / 1024 / 1024 )MB

這裡的 offset ，大家姑且當做使用者 ID 來看，哈哈。

那麼究竟如何去打卡呢，我們可以利用 setbit 命令來實現，setbit 的作用說的直白點就是：在你想要的位置操作位元組值，比如說使用者 3 在 3月13號 簽到了，那麼 setbit(20190313, 3 ,1) 就可以實現簽到功能了，這裡的 offset 就是3，同理，不同的使用者不同的日期，改變對應的值就好了。

那麼下面我們來實戰一下：

例項

1. 例項化一個 Redis 連線

 $redis = app('redis.connection');

2. 如何去設計 key 呢？

 $dayKey = 'login:'.\now()->format('Ymd'); // 輸出類似：login:20190310

 // 普通寫法
 $dayKey = 'login:'.\date('Ymd',\time());

簡單粗暴，清晰明瞭，哈哈。

所以我們大致的格式應該是這樣子的：

file

3. 簽到

  • setbit - SETBIT KEY_NAME OFFSET （Time complexity: O(1)）

    對 key 所儲存的字串值，設定或清除指定偏移量上的位 bit 

    $redis->setbit($dayKey, $this->user->id, 1);

可以看到在儲存方面不僅耗費記憶體少，快，而且操作還方便，就這麼一句話就搞定了，我當初也以為會是很複雜的操作，哈哈。並且它還有非常低的靈活高效的統計計算成本。

4. 統計一週內的簽到資料

  • bitop - BITOP operation destkey key [key ...]

    對一個或多個儲存二進位制位的字串 key 進行位元操作，並將結果儲存到 destkey 上

    AND : 對一個或多個 key 求邏輯並
    OR : 對一個或多個 key 求邏輯或
    XOR : 對一個或多個 key 求邏輯異或
    NOT : 對給定 key 求邏輯非

    $redis->bitop('AND', 'threeAnd', 'login:20190311', 'login:20190312', 'login:20190313');
echo "連續三天都簽到的使用者數量：" . $redis->bitCount('threeAnd');

$redis->bitop('OR', 'threeOr', 'login:20190311', 'login:20190312', 'login:20190313');
echo "三天中籤到使用者數量（有一天籤也算簽了）：" . $redis->bitCount('threeOr');

$redis->bitop('AND', 'monthActivities'', $redis->keys('login:201903*'));
echo "連續一個月簽到使用者數量：" . $redis->bitCount('monthActivities');

echo "當前使用者指定天數是否簽到：" . $redis->getbit('login:20190311', $this->user->id);
.....

是不是特別方便快捷的統計查詢，哈哈，

結束語

從上面的例子中大家可以看到不管在儲存上面還是在統計計算上面，位運算都比 mysql 的方式好太多。

至此，一個簡單的簽到統計功能就已經實現了，大家可以根據自己的需求擴充套件，不當的地方歡迎大家指正，哈哈。

finecho # Lhao

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