Redis应用之签到的使用_Redis

位图由一系列二进制位组成，每个位可以被设置为1或0，当我们在处理需要高效存储和操作大量二进制位数据的适合，位图是一个非常有用的工具。
位图操作命令有：

setbit：设置位图中指定位置的位的值。可以将位设置为 0 或 1。
getbit：获取位图中指定位置的位的值。
bitcount：计算位图中置为 1 的位的数量。
bitop：对多个位图执行逻辑运算（and、or、xor、not）。
bitfield：执行复杂的位字段操作，允许你在位图上进行位级别的读写操作。

其中，用的最多的是前三个操作，示例如下：

位图的应用十分广泛，包括但不限于以下几方面：

统计用户活跃度：可以使用位图追踪用户的登录活动，每个用户对应一个位图，每天的登录状态可以用一个二进制位表示，通过 bitop 命令可以计算多个用户的交集，从而得到活跃用户的统计信息。
数据压缩：位图可以高效地存储大量的二进制数据，比如布隆过滤器（bloom filter）就是基于位图实现的一种数据结构，用于快速判断元素是否存在。
事件计数：可以使用位图记录每天不同时间段的事件发生情况，比如网站的访问量，每个时间段对应一个位图，每次事件发生时将对应的位设置为 1，通过 bitcount 命令可以计算出每个时间段的事件数量。
权限管理：可以使用位图来管理用户的权限，每个用户对应一个位图，每个权限对应一个二进制位，通过 bitop 命令可以进行权限的并集、交集等操作。

redistemplate操作位图

在之前的几篇文章中，我们总结了一个redis工具类，但是那个工具类中，并没有和位图相关的操作，这里添加和位图操作相关的方法：

   // value: true为1， false为0
    public boolean setbit(string key, int offset, boolean value) {
        return redistemplate.opsforvalue().setbit(key, offset, value);
    }

    public boolean getbit(string key, int offset) {
        return redistemplate.opsforvalue().getbit(key, offset);
    }

    /**
     * 统计对应值为1 的数量
     * @param key
     * @return
     */
    public long bitcount(string key) {
        if (stringutils.isempty(key)) {
            return 0l;
        }
        return redistemplate.execute((rediscallback<long>) con -> con.bitcount(key.getbytes()));
    }

    /**
     * 统计在字节范围内，对应值为1的数量
     * @param key
     * @param start
     * @param end
     * @return
     */
    public long bitcount(string key, long start, long end) {
        return redistemplate.execute((rediscallback<long>) con -> con.bitcount(key.getbytes(), start, end));
    }

添加测试类，用于测试位图操作：

package org.example;

import org.example.util.redisutils;
import org.junit.jupiter.api.test;
import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.boot.test.context.springboottest;

@springboottest
public class redisbitmaptest {
    @autowired
    private redisutils redisutils;

    @test
    public void testbitmap() {
        redisutils.setbit("bit", 0, true);
        redisutils.setbit("bit", 1, true);
        redisutils.setbit("bit", 3, true);
        redisutils.setbit("bit", 7, true);
        system.out.println(redisutils.bitcount("bit"));

    }
}

执行结果如下：

我们通过redis可视化工具，查看bit的值，可以看出其二进制值与我们操作的一致

位图应用之签到

在很多时候，我们遇到用户签到的场景，用户进入应用时，获取用户当天的签到情况，如果没有签到，用户可以签到，一般这种功能，可以通过set数据结构或bitmap来实现，但bitmap和set相比，其占用的空间更小，因此我们选择使用bitmap来实现签到的功能。
signservice：

package org.example.util;

import org.springframework.beans.factory.annotation.autowired;
import org.springframework.data.redis.connection.bitfieldsubcommands;
import org.springframework.data.redis.core.redistemplate;
import org.springframework.stereotype.service;

import java.time.localdate;
import java.util.list;

@service
public class signservice {
    @autowired
    private redisutils redisutils;

    @autowired
    private redistemplate<string, object> redistemplate;

    /**
     * 签到
     * @param id
     */
    public void sign(integer id) {
        localdate now = localdate.now();
        string key = buildcachekey(id, now);
        int dayofmonth = now.getdayofmonth();

        // 签到
        redisutils.setbit(key, dayofmonth, true);
    }

    /**
     * 判断是否签到
     */
    public boolean issign(integer id) {
        localdate now = localdate.now();
        string key = buildcachekey(id, now);
        int dayofmonth = now.getdayofmonth();
        return redisutils.getbit(key, dayofmonth);
    }

    /**
     * 获取当月的签到次数
     * @param id
     * @return
     */
    public long getsigncountofthismonth(integer id) {
        localdate now = localdate.now();
        string key = buildcachekey(id, now);
        int dayofmonth = now.getdayofmonth();
        list<long> result = redistemplate.opsforvalue().bitfield(key,
                bitfieldsubcommands.create()
                        .get(bitfieldsubcommands.bitfieldtype.unsigned(dayofmonth)).valueat(1));
        if (result == null || result.isempty()) {
            return 0l;
        }
        long num = result.get(0);
        if (num == null || num == 0) {
            return 0l;
        }

        string binarystr = long.tostring(num, 2);

        long count = 0;
        for (int i = 0; i < binarystr.length(); i++) {
            char ch = binarystr.charat(i);
            if (ch == '1') {
                count ++;
            }
        }
        return count;
    }

    /**
     * 获取本月连续签到次数
     * @param id
     * @return
     */
    public long getcontinuoussigncountofthismonth(integer id) {
        localdate now = localdate.now();
        string key = buildcachekey(id, now);
        int dayofmonth = now.getdayofmonth();
        list<long> result = redistemplate.opsforvalue().bitfield(key,
                bitfieldsubcommands.create()
                        .get(bitfieldsubcommands.bitfieldtype.unsigned(dayofmonth)).valueat(1));
        if (result == null || result.isempty()) {
            return 0l;
        }
        long num = result.get(0);
        if (num == null || num == 0) {
            return 0l;
        }

        long count = 0;
        while (true) {
            if ((num & 1) == 0) {
                break;
            } else {
                count ++;
            }
            num >>>= 1;
        }
        return count;
    }

    private string buildcachekey(integer id, localdate localdate) {
        int year = localdate.getyear();
        int monthvalue = localdate.getmonthvalue();
        string key = "sign:" + year + ":" + monthvalue + ":" + id;
        return key;
    }
}

测试代码如下：

@autowired
    private signservice signservice;

    @test
    public void testsign() {
        // 签到
        signservice.sign(1);

        // 判断是否签到
        system.out.println("是否签到：" + signservice.issign(1));

        // 获取当月的签到次数
        system.out.println("当月的签到次数：" + signservice.getsigncountofthismonth(1));

        // 获取当月的连续签到次数
        system.out.println("当月连续签到次数：" + signservice.getcontinuoussigncountofthismonth(1));
    }

运行结果如下：