Redis学习与应用-位图
什么是位图
位图
bitmap是通过一个bit来表示某个元素对应的值或者状态，是由一组bit位组成，每个bit位对应0和1两个状态，虽然内部还是采用string类型进行存储，但是redis提供了直接操作位图的指令，可以把他看作是一个bit数组，数组的下标就是偏移量。
常用命令介绍
一、SETBIT key offset value
可用版本：>=2.20
时间复杂度：O(1)
作用
对 key 所储存的字符串值，设置或清除指定偏移量上的位(bit)。
位的设置或清除取决于 value 参数，可以是 0 也可以是 1 。
当 key 不存在时，自动生成一个新的字符串值。
字符串会进行伸展(grown)以确保它可以将 value 保存在指定的偏移量上。当字符串值进行伸展时，空白位置以 0 填充。offset 参数必须大于或等于 0 ，小于 2^32 (bit 映射被限制在 512 MB 之内)。
返回值
原来储存的位
示例
# 在key值为bitkey的偏移量0处,设置值为1 redis> setbit bitkey 0 1 # 返回原存储的值 (integer) 0 # 在key值为bitkey的偏移量0处,设置值为1 redis> setbit bitkey 0 0 # 返回原存储的值 (integer) 1
二、GETBIT key offset
可用版本：>=2.2.0
时间复杂度：O(1)
作用
对 key 所储存的字符串值，获取指定偏移量上的位(bit)。
当 offset 比字符串值的长度大，或者 key 不存在时，返回 0 。
返回值
字符串值指定偏移量上的位
示例
# 不存在的key redis>getbit bitkey_0 (integer) 0 reids>setbit bitkey_0 0 0 (integer) 1 # 超过默认的偏移量（没有grown） redis>getbit bitkey_0 10000 (integer) 0 redis>getbit bitkey_0 0 (integer) 1
三、 BITCOUNT key [start] [end]
可用版本：>=2.6.0
时间复杂度：O(N)
作用
计算给定字符串中，被设置为 1 的比特位的数量。
一般情况下，给定的整个字符串都会被进行计数，通过指定额外的 start 或 end 参数，可以让计数只在特定的位上进行。
start 和 end 参数的设置和 GETRANGE key start end 命令类似，都可以使用负数值： 比如 -1 表示最后一个字节， -2 表示倒数第二个字节，以此类推。
不存在的 key 被当成是空字符串来处理，因此对一个不存在的 key 进行 BITCOUNT 操作，结果为 0 。
示例
redis>setbit key_count 0 1 (integer) 0 redis>setbit key_count 1 1 (integer) 0 redis>setbit key_count 2 0 (integer) 0 redis>bitcount key_count (integer) 2
四、BITPOS key bit [start] [end]
可用版本：>= 2.8.7
时间复杂度：O(N)，其中N为位图包含的二进制位数量
作用
返回位图中第一个值为bit的二进制的位置
在默认情况下，命令将检测整个位图，但用户也可以通过start和end参数来指定要检测的范围
返回值
整数返回
示例
redis>setbit key_pos 2 1 (integer) 0 redis>bitpos key_pos 0 (integer) 0 redis>bitpos key_pos 1 (integer) 2
五、BITOP operation destkey key [key …]
可用版本：>=2.6.0
时间复杂度：O(N)
作用
对一个或多个保存二进制位的字符串 key 进行位元操作，并将结果保存到 destkey 上。operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 这四种操作中的任意一种：
BITOP AND destkey key [key ...]，对一个或多个key求逻辑并，并将结果保存到destkey。BITOP OR destkey key [key ...]，对一个或多个key求逻辑或，并将结果保存到destkey。BITOP XOR destkey key [key ...]，对一个或多个key求逻辑异或，并将结果保存到destkey。BITOP NOT destkey key，对给定key求逻辑非，并将结果保存到destkey。
除了NOT操作之外，其他操作都可以接受一个或多个key作为输入。
返回值
保存到 destkey 的字符串的长度，和输入 key 中最长的字符串长度相等。
示例
# 先保存几组 # key_1:1001 key_2:1011 redis> setbit key_1 0 1 (integer) 0 redis> setbit key_1 3 1 (integer) 0 redis> setbit key_2 0 1 (integer) 0 reids> setbit key_2 2 1 (integer) 0 reids> setbit key_2 3 1 (integer) 0 # AND key求逻辑并 redis> bitop and key_and key_1 key_2 # 结果将是1001 (integer) 1 # OR key求逻辑或 redis> bitop or key_or key_1 key_2 # 1011 (integer) 1 # XOR key求逻辑异或 redis> bitop xor key_xor key_1 key_2 # 0100 (integer) 1 # NOT key求逻辑非 redis> bitop not key_not key_1 # 0110 (integer) 1
六、BITFIELD key [GET type offset] [SET type offset value] [INCRBY type offset increment] [OVERFLOW WRAP|SAT|FAIL]
可用版本：>= 3.2.0
时间复杂度：每个子命令的复杂度为 O(1)
作用
一次对多个位范围进行操作。bitfield 有三个子指令，分别是 get/set/incrby。每个指令都可以对指定片段做操作。
返回值
返回一个数组作为回复， 数组中的每个元素就是对应操作的执行结果。
案例
# 从第1位开始取4位，设值为5（有符号数） redis> BITFIELD key SET i4 0 5 1) (integer) 0 # 从第1位开始取4位，结果为有符号数 redis> BITFIELD key GET i4 0 1) (integer) 5 # 从第1位取4位，结果为有符号数 # 从第5位取4位，设值为6，结果为无符号数 # 从第5位去4位，值增加1，结果为无符号数 redis> BITFIELD key GET i4 0 SET u4 4 6 INCRBY u4 4 1 1) (integer) 5 2) (integer) 0 3) (integer) 7
BITFIELD还提供了三种溢出策略：
WRAP（wrap around，回绕）。一个i8的整数，值为127，递增1会导致值变为-128；SAT（saturation arithmetic，饱和计算）。一个i8的整数，值为120，递增10结果变为127（i8 类型所能储存的最大整数值）；FAIL。 发生溢出时，操作失败。并返回空值表示计算未被执行。
redis> BITFIELD tian_key SET i8 0 127 OVERFLOW WRAP INCRBY i8 0 1 1) (integer) 0 2) (integer) -128 redis> BITFIELD tian_key_2 SET i8 0 120 OVERFLOW SAT INCRBY i8 0 10 1) (integer) 0 2) (integer) 127 redis> BITFIELD tian_key_3 SET i8 0 127 OVERFLOW FAIL INCRBY i8 0 1 1) (integer) 0 2) (nil)