本篇文章带大家了解一下redis中的位图（bitmap），希望对大家有所帮助！
redis 的位图（bitmap）是由多个二进制位组成的数组，数组中的每个二进制位都有与之对应的偏移量（从 0 开始），通过这些偏移量可以对位图中指定的一个或多个二进制位进行操作。【相关推荐：redis视频教程】
实际上，位图并不是 redis 提供的一种新的数据类型，它是字符串类型的扩展。所以位图的命令可以直接使用在字符串类型的键上，位图命令操作的键也可以被字符串类型命令操作。
比如，现有一个字符串键 foo：
redis> set foo bar
1 个字节由 8 个二进制位组成，所以 foo 键的二进制形式就是：
setbit通过 setbit 命令，可以为位图指定偏移量上的二进制位设置值，offset 必须大于等于 0，value 只能是 0 或 1。此命令的时间复杂度是 o(1)。
setbit key offset value
setbit 命令在对二进制位进行设置之后，将返回二进制位被设置之前的旧值作为结果。
假设现在想把 bar 变为 aar，只需如下两步操作：
redis> setbit foo 6 0(integer) 1redis> setbit foo 7 1(integer) 0redis> get foo"aar"
当执行 setbit 命令尝试对一个位图进行设置的时候，如果位图不存在，或者位图当前的大小无法满足，redis 将对被设置的位图进行扩展，并将所有未被设置的二进制位的值初始化为 0。比如：
redis> setbit far 10 1
由于 far 并不存在，所以 redis 会将 0~9 的二进制位设置为 0，因为 redis 对位图的扩展操作是以字节为单位进行的，所以实际上 far 一共有 16 个二进制位，并不是 10 个，且 11~15 的二进制位也是 0。
基于这种情况，当指定的二进制位偏移量过大时，redis 需要一次性分配完所有内存，这可能会造成 redis 服务器阻塞。比如存储用户的性别，1 代表男性，0 代表女性，使用 id 作为二进制偏移量，如果 id 从 10000000001 开始的，就需要将用户 id 减去 10000000000 再进行存储，否则会造成内存浪费。
getbit使用 getbit 命令可以获取位图指定偏移量上的二进制位的值。此命令的时间复杂度是 o(1)。
getbit key offset
如果输入的偏移量超过了位图目前拥有的最大偏移量，将返回 0 作为结果。
bitcount通过 bitcount 命令可以统计位图中值为 1 的二进制位数量。此命令的时间复杂度是 o(n)。
bitcount key [start end]
在默认情况下，bitcount 命令对位图包含的所有字节中的二进制位进行统计，也可以通过可选的 start 参数和 end 参数，让 bitcount 只对指定字节范围内的二进制位进行统计（不是二进制偏移量）。比如，希望统计 ar 两个字节中值为 1 的二进制数量：
redis> bitcount foo 1 2(integer) 7
start 和 end 参数也支持使用负数索引，下方的用法与上方的等效：
redis> bitcount foo -2 -1(integer) 7
bitpos通过执行 bitpos 命令，在位图中查找第一个被设置为指定值的二进制位，并返回这个二进制位的偏移量。
bitpos key value [start end]
bitpos 也接受可选的 start 参数和 end 参数，让 bitpos 命令只在指定字节范围内的二进制位中进行查找。
redis> get foo"aar"redis> bitpos foo 1(integer) 1redis> bitpos foo 0(integer) 0redis> bitpos foo 0 1 2(integer) 8redis> bitpos foo 1 1 2(integer) 9redis> bitpos foo 1 -1 -1(integer) 17
针对边界的处理：
当尝试对一个不存在的位图或者一个所有位都被设置成了 0 的位图中查找值为 1 的二进制位时，bitpos 命令将返回 -1 作为结果。如果在一个所有位都被设置成 1 的位图中查找值为 0 的二进制位，那么 bitpos 命令将返回位图最大偏移量加上 1 作为结果bitop通过 bitop 命令，对一个或多个位图执行指定的二进制位运算，并将运算结果存储到指定的键中。
bitop operation destkey key [key ...]
operation 参数的值可以是 and、or、xor、not 中的任意一个，这 4 个值分别对应逻辑并、逻辑或、逻辑异或和逻辑非 4 种运算，其中 and、or、xor 这 3 种运算允许用户使用任意数量的位图作为输入，而 not 运算只允许使用一个位图作为输入。bitop 命令在将计算结果存储到指定键中之后，会返回被存储位图的字节长度。
当 bitop 命令在对两个长度不同的位图执行运算时，会将长度较短的那个位图中不存在的二进制位的值看作 0。
redis> set foo1 barokredis> set foo2 aarokredis> bitop or res foo1 foo2(integer) 3redis> get res"car"
注意：bitop 可能是一个缓慢的命令，它的时间复杂度是 o(n)，在处理长字符串时应注意一下效率问题。
应用场景用户行为记录器用用户 id 作为偏移量，若用户做了某种行为则通过 setbit 将二进制位设置为 1，通过 getbit 判断用户是否做了某种行为，通过 bitcount 可以知道有多少用户执行了行为。
用户上线统计可以使用 setbit 和 bitcount 来实现，以用户 id 作为 key ，假设今天是上线统计功能开放的第一天，id 为 1 的用户上线后就通过 setbit 1 0 1。当要计算此用户的总共以来的上线次数时，使用 bitcount 命令就可以得出的结果。
使用这种方式存储数据，即使 10 年后，1个用户就只占用几百字节的内存，它的处理速度依然很快。如果 bitmap 数据比较大，建议将 bitmap 拆分成多个小的 bitmap 分别进行处理。
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以上就是深入浅析redis中的位图（bitmap）的详细内容。