深入Redis位图

Posted 2020-12-30 ikct2017

位图

位图不是特殊的数据结构，其内容就是普通的字符串，即byte数组，可以使用get/set直接获取整个位图的内容，也可以通过getbit/setbit来将byte数组看成位数组来处理。

基本使用

Redis的位数组是自动拓展的，若偏移位置超出现有范围，则自动用0扩充。

get整取，set整存，getbit零取，setbit零存，对应的则是直接操作字符串还是操作位。

统计和查找

bitcount用于统计指定位置范围内1的个数，bitpos用于查找指定范围内出现的第一个0或1的位。

bitcount所设置的范围是字符的范围而不是位的范围，也就是说，这个范围是对字符的索引，其位范围是8的倍数。

魔术指令bitfield

前面设置和获取指定位的值都是单个位的，如要一次操作多个位，则必须使用管道来处理。但是从Redis3.2开始，增加了一条指令，使得不用管道也能一次操作多个位。

bitfield有三个子指令，分别是get/set/incrby，它们可以对指定位片段进行读写，但最多只能处理64个连续位，超过64个就必须使用多个子指令，bitfield支持一次执行多个子指令。

127.0.0.1:6379> set w hello
OK
127.0.0.1:6379> bitfield w get u4 0 # 从第一个位开始取4个位，结果是无符号数u
(integer) 6
127.0.0.1:6379> bitfield w get u3 2 # 从第3个位开始取3个位，结果是无符号数u
(integer) 5
127.0.0.1:6379> bitfield w get i4 0 # 从第一个位开始取4个位，结果是符号数i
1) (integer) 6
127.0.0.1:6379> bitfield w get i3 2 # 从第3个位开始取3个位，结果是符号数i
1) (integer) -3

无符号数就是取位数组全部为值，符号数就是取位数组第一位为符号，其它位为值。

127.0.0.1:6379> bitfield w get u4 0 get u3 2 get i4 0 get i3 2 # 一次执行多条子指令
1) (integer) 6
2) (integer) 5
3) (integer) 6
4) (integer) -3

127.0.0.1:6379> bitfield w set u8 8 97  # 从第八位开始，接下来的8位用无符号数97替代
1) (integer) 101
127.0.0.1:6379> get w
"hallo"

incrby指令对指定范围位进行自增操作，溢出将会折返，无符号数0-255，有符号数-128-127。

bitfield提供溢出策略子指令overflow，默认折返wrap，还可选择失败fail（报错不执行），饱和截断sat（超过范围停留在极值），overflow指令只影响一条指令，后续继续默认折返wrap。

bitfield可同时混合执行多个get/set/incrby子指令。