Redis怎樣用bitmaps統計活躍用戶？

首先我們看一個場景：一個網站，需要統計一周內連續登陸的用戶，以及一個月內登陸過的用戶。

如果用傳統的數據庫如Mysql來實現的話，很難做到。但如果用Redis來做的話，就很簡便。Redis的集合類型和Bitmap類型都可以很容易的做到。今天，我們主要來談談如何用Bitmaps來實現統計活躍用戶的功能。

Bitmaps

在計算機系統中，最小的信息單位是字節，1個字節等于8位，每一位都只可能是0或1（計算機只認識這兩個數）。使用Bitmaps可以直接對位進行操作。

可以把bigmaps看做一個數組，數組里每一位只可能是0或者1，數組的下標在這里看做偏移量。

下面我們來介紹幾個和Bitmaps相關的命令：

setbit

setbit key offset value：給對應的位設置值

比如今天有用戶3、8、23、32訪問了網站，則

setbit user:view:2020-5-17 3 1
setbit user:view:2020-5-17 8 1
setbit user:view:2020-5-17 23 1
setbit user:view:2020-5-17 32 1

開發提示：很多應用id都不是從1開始，有許多是從指定數字開始的，比如1001、10001開始。對于這些，我們在設置的時候可以先減去初始值，防止浪費空間

getbit

getbit key offset 獲取指定位的值

如果我想知道今天8號用戶和45號用戶是否登錄過，則

127.0.0.1:6379> getbit user:view:2020-5-17 8
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit user:view:2020-5-17 45
(integer) 0

可以看到8號用戶今天登錄過，但是45號用戶今天還沒有登錄。

bitcount

bitcount key [start] [end] 獲取指定范圍為1的個數

我想知道今天有多少用戶登陸過了，則

127.0.0.1:6379> bitcount user:view:2020-5-17
(integer) 4

Bitmaps間的操作

bitop op destkey key [key ...]

bitop命令可以對多個bitmaps做交集（and)、并集（or）、非（not）、異或（xor），并將操作結果存放在destkey中。

如果想知道連續三天都登陸過的用戶,即5月17日、18日、19日都登陸的用戶數量。

這三天登陸情況如下：

• 5月17日3、8、23、32用戶登陸過

• 5月18日3、23、43、54號用戶登陸過

• 5月19日3、5、23、 32、56、78號用戶登陸過

127.0.0.1:6379> bitop and three:and user:view:2020-5-17 user:view:2020-5-18 user:view:2020-5-19
127.0.0.1:6379> bitcount three:and
(integer) 2

如果想知道，這三天有多少用戶登陸過。

127.0.0.1:6379> bitop or three:or user:view:2020-5-17 user:view:2020-5-18 user:view:2020-5-19
(integer) 10
127.0.0.1:6379> bitcount three:or
(integer) 9

可以看到，這三天共有9位用戶登陸過。

實戰

講完上面所講知識后，我們就可以來完成想要的需求：需要統計一周內連續登陸的用戶，以及一個月內登陸過的用戶。

首先模擬用戶30天內登陸情況，偽代碼如下：

for ($i = 0; $i < 20000; $i++) {
    $userId = mt_rand(1, 10000);
    $date   = time() - 86400 * mt_rand(0, 30);
    $key   = 'userlogin_'.date('Ymd', $date);
 
    $redis->setBit($key, $userId, 1);
}

獲取一周內都登陸的用戶,當然我們不會一次性全部取，而是想分頁那樣，一次取一定數量的，偽代碼如下：

for ($i = 1; $i <= 7; $i ++) {
    $key = "userlogin_".date('Ymd', time() - (86400*$i));
 
    if ($i == 1) {
        $redis->bitOp('and', 'week_logined', $key);
    } else {
        $redis->bitOp('and', 'week_logined', 'week_logined', $key);
    }
}
 
// 獲取前50個用戶
$userIds = [];
for ($i=1; $i<=10000; $i++) {
    $ret = $redis->getBit('week_logined', $i);
    $ret && $userIds[] = $i;
 
    if (count($userIds) >=50) break;
}

這里面有一個注意點，也是易錯點，在bitop時候，第一次的時候，因為week_logined還不存在，所以進行op的鍵只有一個。當從第二次開始時候，進行op的鍵就為2個了。

獲取一個月內登陸的用戶，思路基本和上面一樣，只是將and改為or

for ($i = 1; $i <= 3; $i ++) {
    $key = "userlogin_".date('Ymd', time() - (86400*$i));
    $redis->bitOp('or', 'month_loginOnce', 'month_loginOnce', $key);
}
 
// 獲取一個月內登陸過的用戶
$userIds = [];
for ($i=1; $i<=10000; $i++) {
    $ret = $redis->getBit('month_loginOnce', $i);
    $ret && $userIds[] = $i;
}

可以看到，在進行or的時候和and還是有些區別的。or的時候，無需對第一次進行判斷。個中緣由，大家自己體會體會。