Redis数据结构之Bitmap

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Redis数据结构之Bitmap

Liu Zijian · 2024-10-16 · via Liu Zijian's Blog | 一个技术博客

1.概述

由0和1状态表现的二进制位的bit数组（数组里每个元素只能是0或1）该数组由多个二进制位组成，每个二进制位都对应一个偏移量(我们称之为一个索引)。
基于String数据类型的按位的操作。
Bitmap支持的最大位数是2³²位，它可以极大的节约存储空间，使用512M内存就可以存储多达42.9亿的字节信息(2³²= 4294967296)

2.常见操作

2.1 SETBIT

设置0或1到Bitmap

SETBIT key offset value

key 键
offset 偏移位，从0开始计算
value 只能是0或1

例：

127.0.0.1:6379> setbit k1 1 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setbit k1 2 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setbit k1 3 1
(integer) 1

验证：Bitmap基于String数据类型的

127.0.0.1:6379> type k1
string

2.2 GETBIT

获取0或1，不是1就默认0

127.0.0.1:6379> getbit k1 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit k1 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit k1 3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit k1 4
(integer) 0

2.3 STRLEN

不是字符串长度而是Bitmap占据几个字节，按照8位一组扩容，统计有多少组

127.0.0.1:6379> setbit k3 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit k3 7 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> strlen k3
(integer) 1
127.0.0.1:6379> setbit k3 8 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> strlen k3
(integer) 2

2.4 BITCOUNT

一个bitmap中从START到END有多少个1，不加START|END统计全部

BITCOUNT KEY [START|END]

例：

127.0.0.1:6379> bitcount k3
(integer) 3

2.5 BITOP

对bitmap进行二进制运算（与AND、或OR、非NOT、异或XOR）保存结果到DESTKEY KEY中

BITOP AND|OR|NOT|XOR DESTKEY KEY [KEY ...]

例：

准备数据

127.0.0.1:6379> setbit bin1 0 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin1 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin1 2 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin1 3 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin2 0 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin2 1 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin2 2 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit bin2 3 0

测试：BITOP AND

127.0.0.1:6379> BITOP AND bintemp bin1 bin2
(integer) 1

查看写入到bintemp中的结果

127.0.0.1:6379> getbit bintemp 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> getbit bintemp 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> getbit bintemp 2
(integer) 0
127.0.0.1:6379> getbit bintemp 3
(integer) 0

3.总结

命令	作用	时间复杂度
setbit	给指定key的值的第offset赋值val	O(1)
getbit	获取指定key的第offset位	O(1)
bitcount	返回指定key中[start,end]中为1的数量	O(n)
bitop	对不同的二进制存储数据进行位运算(AND、OR、NOT、XOR)	O(n)

使用场景：

1.统计签到、登录、打卡等，例如：ID为10001的用户2025年5月的第12个工作日未打卡

setbit sign:uid_10001:202505 12 0

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1.概述

2.常见操作

2.1 SETBIT

2.2 GETBIT

2.3 STRLEN

2.4 BITCOUNT

2.5 BITOP

3.总结