Redis应用三：位图
在我们平时开发中，会有一些布尔型数据需要存取。比如你在很多睡眠软件里会看到早起打卡的活动，那么它就需要记录用户的签到记录，签了就是1，没签是0。如果使用普通的key/value，每个用户要记录365个，当用户千万、上亿的时候，无疑需要的存储空间时非常惊人的。
为了解决类似的这种需要存取大数据量的布尔类型问题，redis提供了位图数据结构，这样每天的签到记录只占据一个位，365个位只需要46个字节即可，这就大大节约了存储空间。
位图，其实就是byte数组，我们可以使用普通的 get/set 直接获取和设置整个位图的内容，也可以使用位图操作 getbit/setbit 等将 byte 数组看成「位数组」来处理。
基本使用
Redis 的位数组是自动扩展，如果设置了某个偏移位置超出了现有的内容范围，就会自动将位数组进行零扩充。
比如，我们要使用位操作将字符串设置为hello，那么我们要得到hello的二进制
public void toBinary(){
String str = "hello";
char[] strChar=str.toCharArray();
String result="";
for(int i=0;i<strChar.length;i++){
result +=Integer.toBinaryString(strChar[i])+ " ";
}
System.out.println(result);
}
对于python用户来讲，无疑是非常方便的
>>> bin(ord('h'))
'0b1101000' # 高位 -> 低位
>>> bin(ord('e'))
'0b1100101'
>>> bin(ord('l'))
'0b1101100'
>>> bin(ord('l'))
'0b1101100'
>>> bin(ord('o'))
'0b1101111'
这里我们拿h作为例子，h（01101000）需要转1的就是1/2/4位，位数组的顺序和字符的位顺序是相反的。
127.0.0.1:6379> setbit s 1 1 (integer) 0 127.0.0.1:6379> setbit s 2 1 (integer) 0 127.0.0.1:6379> setbit s 4 1 (integer) 0
这种位操作的方式是零存。零存就是使用setbit对位进行逐个设置，整存就是使用字符串一次性填充全部位数组，覆盖旧数组。当然还有零取和整取，道理类似，直接用set和get即可。
统计和查找
Redis 提供了两种指令：
- bitcount 用来统计指定位置范围内 1 的个数
- bitpos 用来查找指定范围内出现的第一个 0 或 1。
我们可以用bitcount统计用户一共签到额多少天，通过bitpos查找用户从那一天开始第一次签到。如果指定了范围参数[start,end]，就可以统计在某个时间范围内用户签到了多少天，用户自某天以后的哪天开始签到。
127.0.0.1:6379> set a hello OK 127.0.0.1:6379> bitcount a (integer) 21 127.0.0.1:6379> bitcount a 0 0 # 第一个字符中 1 的位数 (integer) 3 127.0.0.1:6379> bitcount a 0 1 # 前两个字符中 1 的位数 (integer) 7 127.0.0.1:6379> bitpos a 0 # 第一个 0 位 (integer) 0 127.0.0.1:6379> bitpos a 1 # 第一个 1 位 (integer) 1 127.0.0.1:6379> bitpos a 1 1 1 # 从第二个字符算起，第一个 1 位 (integer) 9 127.0.0.1:6379> bitpos a 1 2 2 # 从第三个字符算起，第一个 1 位 (integer) 17
start 和 end 参数是字节索引，也就是说指定的位范围必须是8的倍数，而不能任意指定。如果我们想要计算出某个月内用户签到多少天，我们就得将这个月所福噶的字节内容全部取出来 (getrange 可以取出字符串的子串) ，再统计。
bitfield
前面我们用了setbit/getbit对位进行操作，如果我们想一次性操作多个位，那么就得用到了bitfield。
bitfield 有三个子指令，分别是 get/set/incrby，它们都可以对指定位片段进行读写，但是最多只能处理 64 个连续的位，如果超过 64 位，就得使用多个子指令，bitfield 可以一次执行多个子指令。
127.0.0.1:6379> bitfield w get u4 0 get u3 2 get i4 0 get i3 2 1) (integer) 6 2) (integer) 5 3) (integer) 6 4) (integer) -3 127.0.0.1:6379> bitfield w set u8 8 97 # 从第 8 个位开始，将接下来的 8 个位用无符号数 97 替换 1) (integer) 101 127.0.0.1:6379> get w "hallo" 127.0.0.1:6379> set w hello OK 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 1 # 从第三个位开始，对接下来的 4 位无符号数 +1 1) (integer) 11 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 1 1) (integer) 12 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 1 1) (integer) 13 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 1 1) (integer) 14 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 1 1) (integer) 15 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 1 # 溢出折返了 1) (integer) 0
关于位图，其实用的并不多，大家有个印象即可。