Redis 點陣圖基礎到統計活躍使用者

曲鎮發表於2020-03-08
Redis

前言

大家有沒有想過如何統計活躍使用者數量？如果是自己做，那該怎麼做？

這裡思考一分鐘，後面我將分享一下如何使用 redis 中的點陣圖來統計活躍使用者數。

正文

什麼是點陣圖 ？

點陣圖（bitmap) 是二進位制的 byte 陣列，也可以簡單理解成是一個普通字串。它將二進位制資料儲存在 byte 陣列中以達到儲存資料的作用。

Redis 點陣圖基礎到統計活躍使用者

圖 1.1

如何使用點陣圖 ？

理清概念

在解釋什麼是點陣圖的時候說過，點陣圖可以理解成是一個普通字串，那麼我們為什麼要用點陣圖而不是字串呢 ？

下面是在 redis 中儲存字串的一個示意圖

Redis 點陣圖基礎到統計活躍使用者

圖 2.1

如圖，儲存字串是將字串二進位制陣列的形式儲存在 redis 中，點陣圖可以直接對 二進位制的陣列操作，點陣圖的優勢在於可以用 0 和 1來儲存布林值，這大大降低了我們的儲存空間消耗。由於這個特性，我們用點陣圖來記錄簽到資訊，記錄活躍使用者等，可以達到節省空間的能力（後面會有介紹)。

那我們如何對二進位制的陣列進行操作呢？

基本存取

setbit | getbit

上文說的二進位制陣列我們可以對它做新增、查詢及修改的功能

如何進行新增和查詢呢?

setbit [keyName] [offset] [value]
複製程式碼

offset：偏移量，指的是陣列的下標； value: 資料， 只能是 0 和 1。

這條命令既可以新增資料也可以修改資料。

如何進行查詢呢 ？

getbit [keyName] [offset]
複製程式碼

offset：偏移量，指的是陣列的下標。這裡，除了設定 value 為 1 的 offset, 查詢其他的都返回 0

補充：上面說了點陣圖可以理解成字串，那麼它們之間可以互相操作嗎？

Redis 點陣圖基礎到統計活躍使用者

圖 2.2

請對照上圖，我們一起完成下面的探究:

  1. 以字串儲存，可以通過 getbit 命令獲取到值嗎？

    我們可以結合查詢和圖片所示的 offset 及所對應的值來驗證

    > set str hi
OK

> getbit str 0
(integer) 0

> getbit str 4
(integer) 1

> getbit str 7
(integer) 0

> getbit str 15
(integer) 1
複製程式碼

    結論：可以的

  2. 以字串儲存，可以通過 settbit 修改值嗎？

    我們可以試著將 offset 7 對應的 value 改成 1， 如果成功了，h 字元應該變成 i

    > setbit str 7 1
(integer) 0

> get str
"ii"
複製程式碼

    結論：可以

  3. 用 setbit 儲存字串的二進位制資料，可以通過 get 獲取字串嗎？

    我們將 字元 h 的二進位制存入點陣圖，看可以能通過 get 獲取

    > setbit bitmap 0 0
(integer) 0
> setbit bitmap 1 1
(integer) 0
> setbit bitmap 2 1
(integer) 0
> setbit bitmap 3 0
(integer) 0
> setbit bitmap 4 1
(integer) 0
> setbit bitmap 5 0
(integer) 0
> setbit bitmap 6 0
(integer) 0
> setbit bitmap 7 0
(integer) 0
> get bitmap
"h"
複製程式碼

    結論：可以

上面介紹了點陣圖的基本概念和使用，通過一系列的探究希望能幫助大家更好的理解點陣圖

那麼，如何將點陣圖應用的專案中呢？

統計和查詢

bitcount | bitpos

bitcount 是用來查詢 1 出現的次數，既可以對點陣圖使用也可以對字串使用，用法如下：

bitcount [keyName] [startWith] [endWith]
複製程式碼

注意：這裡的 startWith 和 endWith 不是二進位制陣列的下標（offset)

這裡的 startWith 和 endWith 可以理解成是字串的下標，一個字串對應 8 位二進位制資料；它們相當於是擷取字串，如 s= "hi", s[0:0] = "h", 它所對應的二進位制陣列的下標是 0，7，以此類推。

其實這裡不好解釋，先來帶程式碼，可以結合著上面的 圖 2.2 看一下，大家後面可以在領悟一下

> set str hi
> bitcount str 0 0
(integer) 4
> bitcount str 0 1
(integer) 8
> bitcount str
(integer) 8
複製程式碼

注意：startWith 和 endWith 不設定的時候預設全部範圍

應用場景：統計活躍使用者的數量

bitpos用來查詢指定範圍內出現的第一個 0 或 1，用法如下：

bitpos [keyName] [bit] [start] [end]
複製程式碼

bit: 要找的 0 或者 1， start 和 end 同上面的 startWith 和 endWith

應用場景：獲取第一次簽到和第一次未簽到的時間

應用場景

上面大致說了 2 個應用場景：

  1. 統計活躍使用者的數量
  2. 獲取第一次簽到和第一次未簽到的時間

我在這裡稍微介紹一下思路，然後附上一個 統計活躍使用者的數量 可供參考

統計活躍使用者的數量

  1. 將點陣圖的 keyName 設定成需要統計的 行為和時間範圍 [ation:date], 如：login:2020-3
  2. 將使用者對應到點陣圖中的 offset, 如 id 對應二進位制陣列的下標，id 為 int
  3. 簽到成功使用 setbit 將對應的offset 設定成 1
  4. 使用 bitcount 統計某個行為和時間範圍的活躍人數，如 bitcount login:2020-3

Demo: DailyActiveUsers

獲取第一次簽到和第一次未簽到的時間

  1. 將點陣圖的 keyName 設定成需要統計的 行為和時間範圍和物件 [ation: date:person], 如：login:2020-3:Tom
  2. 將日期對應到點陣圖中的 offset, 如 1號對應二進位制陣列的下標 0， 2 號為 1
  3. 簽到成功使用 setbit 將對應的offset 設定成 1
  4. 使用 bitpos 統計某個行為和時間範圍和物件的簽到情況，如 bitpos login:2020-3:Tom 1

總結

  1. 點陣圖和字串沒有本質上的區別，只是操作方式不同
  2. 使用點陣圖儲存布林資料可以大大節省空間
  3. 存取命令 setbit/getbit
  4. 統計查詢 bitcount / bitpos

最後

上述內容對大家有所幫助的話，請幫我 點個贊?，分享不易，感謝支援！

如果本文有任何錯誤，感謝各位批評指教 ！

相關文章