bitmap概述

除了基本的常用的五大数据类型（string、hash、list、set、zset）之外，还有其他的五大特殊数据类型：

• bitmap：位图
• bitfield：位域
• stream：流
• geospatial：地理位置经纬度
• HyperLogLog：一种纯数学的概率算法

bitmap 数据类型是 string 类型的拓展，其本质是一个包含 0 和 1 的二进制字符串，围绕着 bitmap 的相关命令都是对这个字符串二进制位的操作。

这种二进制字符串有三个属性：

• key：
• offset：由于 bitmap 本质是一个二进制字符串，因此字符串中的每个字符都有其对应的索引编号（从 0 开始记数）。为了准确对应每个字符的位置，就使用索引编号的偏移量 offset 来实现，其范围为 [0,2^32-1]
• bitValue：当你使用 offset 指定了字符的位置时，bitValue 就是用来指定这个位的值，要么 0 ，要么 1

bitmap 数据类型主要用在一些大数据量的二值性统计场景中，比如：

• 平台的在线用户统计、平台的活跃用户统计等（二值，在线或不在线）
• 员工考勤统计（二值，打卡或未打卡）
• IP地址管理
• 二进制数据压缩（bit 已经是最小单位的存储）
• …

相关命令

setbit 命令

指定 offset，给特定的 bit 设置值，值只能是 0 或 1；也可以更新已有偏移量位置的 bitValue 。

192.168.100.3:6379> select 6
OK
192.168.100.3:6379[6]> keys *
(empty array)

# 在第一个 bit 设置值为 0 
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 0 0
(integer) 0
# 在第一个 bit 更新值为 1 
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 0 1
(integer) 0
# 获取特定 bit 的值
192.168.100.3:6379[6]> getbit status:emp 0
(integer) 1

# 查看 key 的类型
192.168.100.3:6379[6]> type status:emp
string

请注意！在使用 setbit 命令时，当给不存在的 offset 设置值时，bitmap 会执行 自动伸展，以确保可以将值保存在特定的 offset 上。而之所以需要 自动伸展，主要是为了性能考虑，这样可以避免频繁地分配内存过程。所以，在生产环境下通常是先给大的 offset 设置值，比如说：

192.168.100.3:6379[6]> setbit company 199999999 0

getbit 命令

指定 offset 偏移量并获取其值。

bitcount 命令

用来统计给定字符串中设置为 1 的 bit 位数量。可以用 start 和 end 可选参数来指定范围，默认情况下，范围的单位是 byte，当然，你也可以指定为 bit。

• 当为 byte 单位时，0 表示第一个 byte。也可以使用负数表示， -1 表示最后一个 byte，-2 表示倒数第二个 byte，以此类推。
• 当为 bit 单位时，0 表示第一个 bit。也可以使用负数表示， -1 表示最后一个 bit，-2 表示倒数第二个 bit，以此类推。

注：1byte=8bit

# 添加 8 个bit数据
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 5 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 7 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 9 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 11 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 13 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 17 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 20 1
(integer) 0
192.168.100.3:6379[6]> setbit status:emp 25 1
(integer) 0

# 不指定范围，则统计所有设置为 1 的 bit 位数量
192.168.100.3:6379[6]> bitcount status:emp
(integer) 9

# 指定 2byte 的范围
## 见下图所示
192.168.100.3:6379[6]> bitcount status:emp 0 1 byte
(integer) 6

# 使用 bit 单位
192.168.100.3:6379[6]>  bitcount status:emp 0 15 bit
(integer) 6

bitpos 命令

pos 即 position，位置的意思。bitpos 用来指定第一次出现 0 或 1 的位置。你也可以使用 start 和 end 可选参数来指定范围，单位可以是 bit ，也可以是 byte。命令返回的是 offset 偏移量位置。

# 不指定范围，第一次出现 1 的位置
192.168.100.3:6379[6]> bitpos status:emp 1
(integer) 0
# 不指定范围，第一次出现 0 的位置
192.168.100.3:6379[6]> bitpos status:emp 0
(integer) 1

# 指定bit范围
## 返回 offset 为 17，表示在这个位置范围第一次出现了 1
192.168.100.3:6379[6]> bitpos status:emp 1 14 20 bit
(integer) 17

bitop 命令

对一个或多个 bitmap 的 key 执行二进制位运算，并将结果保存到新的目标 key 上。用法为——BITOP AND|OR|XOR|NOT destkey key [key ...]

二进制位运算有：

• and: 与，即都为 1 时，才输出 1，否则输出 0
• or：或，即都为 0 时，才输出 0，否则输出 1
• xor: 异或，即相同时输出 0，不同时输出 1。顺带提一句，在 Raid 当中，磁盘的数据恢复常用 简单异或逻辑算法。
• not：非，取反

使用说明：

• not 运算只能针对一个 key，其他运算的可以针对多个 key
• 当多个 key 的长度不同时，较短的 key 会使用 0 作为填充

# 创建两个新的 key ，写入一些新的数据
192.168.100.3:6379[6]> setbit tmp:1 0 1
192.168.100.3:6379[6]> setbit tmp:1 3 1

# 示意图如下：
        ----- ----- ----- -----
tmp:1  |  1  |  0  |  0  |  1  |
        ----- ----- ----- -----
offset    0     1     2     3

192.168.100.3:6379[6]> setbit tmp:2 0 1
192.168.100.3:6379[6]> setbit tmp:2 1 1
192.168.100.3:6379[6]> setbit tmp:2 2 1
192.168.100.3:6379[6]> setbit tmp:2 3 1

# 示意图如下：
        ----- ----- ----- -----
tmp:2  |  1  |  1  |  1  |  1  |
        ----- ----- ----- -----
offset    0     1     2     3

执行逻辑与运算，并将结果保存到 d1 这个 key 上：

192.168.100.3:6379[6]> bitop and d1 tmp:1 tmp:2

# 示意图如下：
        ----- ----- ----- -----
d1     |  1  |  0  |  0  |  1  |
        ----- ----- ----- -----
offset    0     1     2     3

执行逻辑或运算，并将结果保存到 d2 这个 key 上：

192.168.100.3:6379[6]> bitop or d2 tmp:1 tmp:2

# 示意图如下：
        ----- ----- ----- -----
d2     |  1  |  1  |  1  |  1  |
        ----- ----- ----- -----
offset    0     1     2     3

执行逻辑异或运算，并将结果保存到 d3 这个 key 上：

192.168.100.3:6379[6]> bitop xor d3 tmp:1 tmp:2

# 示意图如下：
        ----- ----- ----- -----
d3     |  0  |  1  |  1  |  0  |
        ----- ----- ----- -----
offset    0     1     2     3

执行逻辑非运算，并将结果保存到 d4 这个 key 上：

192.168.100.3:6379[6]> bitop not d4 tmp:1

# 示意图如下：
        ----- ----- ----- -----
d4     |  0  |  1  |  1  |  0  |
        ----- ----- ----- -----
offset    0     1     2     3

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