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這篇文章將為大家詳細講解有關redis中的位圖是什么意思，小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后可以有所收獲。
位圖，即大量bit組成的一個數據結構(每個bit只能是0和1)，主要適合在一些場景下，進行空間的節省，并有意義的記錄數據，
例如一些大量的bool類型的存取，一個用戶365天的簽到記錄，簽到了是1，沒簽到是0，如果用普通的key/value進行存儲，當用戶量很大的時候，需要的存儲空間是很大的。
如果使用位圖進行存儲，一年365天，用365個bit就可以存儲，365個bit換算成46個字節(一個稍長的字符串)，如此就節省了很多的存儲空間，
位圖的本質其實是一個普通的字符串，也就是byte數組，可以使用get/set直接獲取和設置整個位圖的內容，也可以使用 getbit/setbit 將byte數組看成bit數組來處理。【相關推薦：Redis視頻教程】
正常設置字符串都使用set命令，下面我們使用setbit設置一下位數組，最后以獲取字符串的形式獲取，
首先我們獲取一下h、e兩個ASCII碼使用二進制的表示如下，
可以看到h的二進制碼是 01101000 , e的二進制碼是 01100101，我們只需要注意bit是1的位置，然后進行setbit，
需要注意的是，位數組的順序和字符的位順序是反的，根據這個原則，我們算出 h字符 每個1的位置分別是1/2/4, e字符的則是 9/10/13/15,
所以我們將使用setbit設置一個位數組，并在每個位置上(1/2/4/9/10/13/15)設置對應的1，
setbit data 1 1 setbit data 2 1 setbit data 4 1 setbit data 9 1 setbit data 10 1 setbit data 13 1 setbit data 15 1
零存整取
最后直接 get data這個key，會發現正好得到he，
setbit + get 的組合稱為 零存整取，零存就是一個bit一個bit的設置，整取就是通過key名字，直接get出來所有的數據，
同樣，我們還可以進行 零存零取，整存零取，整存就是直接使用字符串設置整個位數組，零取則是通過bit的位置，進行bit的獲取。
零存零取
可以看到，我們根據setbit，對key叫做w的位數組進行bit設置，只設置了1/2/4這3個位置的值為1，下圖中有getbit w 3, 獲取第三個位置的值，此時默認是0，如果從業務角度觸發，可以理解為，一共簽到4天，第三天沒有進行簽到，
整存零取
下午所示，我們對w的這個key，直接set了一個h字符，隨后通過getbit獲取w的位數組里的每個bit，可以看到獲取出來的內容和上面h字符的二進制內容相同 1/2/4的位置是1，其余是0
注意
redis的位數組是自動擴充的，如果設置的某個偏移位置超出了現有的內容范圍，就會自動將位數組進行零擴充，即擴容的位默認都是0值。
如果對應位的字節是不可打印字符，redis-cli將會顯示該字符的十六進制形式。
一個字節是8個bit(位)，要區分字節和位。
redis提供了 統計指令 bitcount 和 位圖查找指令 bitpos ,
bitcount用來統計指定位置范圍內1的個數，bitpos用來查找指定范圍內出現的第一個0或1。
我們可以通過bitcount統計用戶一共簽到了多少天，通過bitpos指令查找用戶從哪一天開始第一次簽到，
如果指定了范圍參數[start, end]，就可以統計在某個時間范圍內用戶簽到了多少天以及用戶自某天以后的哪天開始簽到，
但是需要注意的是，start和end參數是字節索引，也就是說，指定的位范圍必須是8的倍數，
而不能任意指定，所以我們無法直接計算某個月內用戶簽到了多少天，如果需要計算的話，
可以使用getrange命令取出該月覆蓋的字節內容，然后在內存中進行統計，例如2月覆蓋了10-12個字節，就使用 getrange w 8 12 。
127.0.0.1:6379> set w hello OK 127.0.0.1:6379> bitcount w # 所有字符中有多少個1 (integer) 21 127.0.0.1:6379> bitcount w 0 0 # 第一個字符中 1 的位數 (integer) 3 127.0.0.1:6379> bitcount w 0 1 # 前兩個字符中 1 的位數 (integer) 7 127.0.0.1:6379> bitpos w 0 # 第一個 0 位 (integer) 0 127.0.0.1:6379> bitpos w 1 # 第一個 1 位 (integer) 1 127.0.0.1:6379> bitpos w 1 1 1 # 從第二個字符算起，第一個1位 (integer) 9 127.0.0.1:6379> bitpos w 1 2 2 # 從第三個字符算起，第一個1位 (integer) 17
之前介紹的 setbit / getbit 指定位的值都是單個位，如果要一次操作多個位，就必須使用管道來處理，
在redis3.2以后，提供了bitfield指令，可以一次對多個位進行操作，bitfield有三個子指令，分別是get/set/incrby, 都可以對指定位片段進行讀寫，
但是最多只能處理64個連續的位，如果超過64位，就需要使用多個子指令，bitfield可以一次執行多個子指令。
示例
下面對下圖的位數組使用 bitfield 做一些操作
127.0.0.1:6379> bitfield w get u4 0 # 從第1個位開始取4個位，結果是無符號數(u) 1) (integer) 6 127.0.0.1:6379> bitfield w get u3 2 # 從第3個位開始取3個位，結果是無符號數(u) 1) (integer) 5 127.0.0.1:6379> bitfield w get i4 0 # 從第1個位開始取4個位，結果是有符號數(i) 1) (integer) 6 127.0.0.1:6379> bitfield w get i3 2 # 從第3個位開始取3個位，結果是有符號數(i) 1) (integer) -3
有符號數是指獲取的位數組中的第一個位是符號位，剩下的才是值，如果第一位是1，就是負數，
無符號數表示非負數，沒有符號位，獲取的位數組全部都是值，有符號數最多可以獲取64位，
無符號數只能獲取63位，因為redis協議中的integer是有符號數，最大64位，不能傳遞64位的無符號值，
如果超出位數限制，redis就會告訴你參數錯誤。
上面的指令可以合并成一條指令,可以看到得到的結果是一樣的，
bitfield w get u4 0 get u3 2 get i4 0 get i3 2
set修改
我們從第9個位開始，用8個無符號數替換已經存在的8個位，其實就是把第二個字符替換了，由e變成a(它的ASCII碼是97)，可以看到結果也變成了 hallo
127.0.0.1:6379> bitfield w set u8 8 97 1) (integer) 101 127.0.0.1:6379> get w "hallo"
incrby
incrby對指定范圍的位進行自增操作，即++，這可能會發生溢出，如果增加了正數，會出現上溢出，如果增加的是負數，會出現下溢出，
redis默認的處理是折返，即如果出現了溢出，就將溢出的符號位丟掉，例如，如果是8位無符號數255，加1后就全部變成0，如果是8位有符號數127，加1后就溢出變成-128。
依然根據hello字符，來演示一下 incrby
127.0.0.1:6379> set w hello OK 127.0.0.1:6379> bitfield w get u4 2 # 從第3位開始取4個無符號整數，第一次是10 1) (integer) 10 127.0.0.1:6379> bitfield w incrby u4 2 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 #到這里的時候，已經溢出折返成0了 1) (integer) 0
bitfield指令提供溢出策略子指令 overflow，用戶可以選擇溢出行為，默認是折返(wrap)，還可以選擇失敗(fail) 即報錯不執行，還有飽和截斷(sat) 即超過范圍就停留在最大或最小值，
overflow指令只影響接下來的第一條指令，這條指令執行完以后，溢出策略就會變成默認值 折返(wrap)。
飽和截斷
127.0.0.1:6379> set w hello OK 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 11 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 12 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 13 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 14 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 15 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 # 接下來的都將是保持最大值 1) (integer) 15 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 15 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow sat incrby u4 2 1 1) (integer) 15
失敗不執行
127.0.0.1:6379> set w hello OK 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (integer) 11 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (integer) 12 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (integer) 13 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (integer) 14 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (integer) 15 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 # 接下來的都是失敗 1) (nil) 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (nil) 127.0.0.1:6379> bitfield w overflow fail incrby u4 2 1 1) (nil)
get/set/incrby一起執行
127.0.0.1:6379> bitfield w set u4 1 0 get u4 1 incrby u4 2 1 1) (integer) 0 2) (integer) 0 3) (integer) 1 127.0.0.1:6379> get w "\x04ello"
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