Cara menggunakan operasi bit redis

Kod ujian redis dalam artikel ini adalah berdasarkan persekitaran berikut:

Sistem pengendalian: Mac OS 64 bit

Versi: Redis 5.0.7 64 bit

Mod berjalan: mod kendiri

operasi bit redis

operasi bit reids juga dipanggil operasi tatasusunan bit dan peta bit Ia menyediakan empat arahan: SETBIT, GETBIT, BITCOUNT dan BITTOP untuk mengendalikan tatasusunan bit binari. .

Mari kita lihat contoh operasi asas dahulu

SETBIT

Sintaks: SETBIT offset kunci value

ialah: command key offset 0/1

Arahan setbit digunakan untuk menulis nilai tetapan bit binari bagi ofset yang ditentukan dalam tatasusunan bit , Offset mula mengira dari 0, dan hanya 1 atau 0 dibenarkan untuk ditulis Jika nilai selain daripada 0 dan 1 ditulis, penulisan gagal:

<.>GETBIT

Sintaks:

GETBIT offset kunci

Iaitu:

Command key offset

gitbit command is digunakan untuk mendapatkan nilai Binari pada offset yang ditentukan dalam tatasusunan bit:

BITCOUNT

Sintaks:

BITCOUNT kunci

Iaitu:

Kunci arahan

Arahan bitcount digunakan untuk mendapatkan bilangan bit binari dengan nilai 1 dalam tatasusunan bit kunci yang ditentukan . Sebelum kita menulis offset 0 mempunyai nilai 1, offset 10 mempunyai nilai 1, dan offset 8 mempunyai nilai 0:

BITOP

Sintaks:

Kekunci destkey operasi BITOP [kunci...]

Iaitu:

Kekunci sasaran keputusan operasi perintah key1 key2...

bitop Perintah boleh melaksanakan dan (bitwise AND), atau (bitwise OR), xor (bitwise exclusive OR) operasi pada kekunci tatasusunan bit berbilang dan tetapkan hasil operasi kepada destkey:

Analisis struktur data yang mendasari

SDS ialah struktur data dalam redis, dipanggil Simple Dynamic String, dan ia adalah Safe binari, dalam kebanyakan rentetan kes dalam redis disimpan menggunakan SDS.

Struktur data SDS:

struct sdshdr {   #记录buff数组中已使用字节的数量   #也是SDS所保存字符串的长度   int len;   #记录buff数组中未使用字节的数量   int free;   #字节数组，字符串就存储在这个数组里   char buff[];  }

Contoh storan data:

Sumber gambar "reka bentuk dan pelaksanaan redis"

Kelebihan SDS:

1. Kerjasama strategik rasmi Hongmeng dan pembinaan bersama - komuniti teknologi HarmonyOS

2. Kerumitan masa ialah O(1)

3. Cegah limpahan penimbal

4. Kurangkan bilangan pengagihan semula memori yang diperlukan apabila mengubah suai panjang rentetan

5. Binari selamat Operasi API

6. Serasi dengan beberapa fungsi rentetan C

Untuk pengenalan terperinci tentang SDS, sila rujuk "Redis Design and Realization "artikel.

Tatasusunan bit dalam redis disimpan dalam format data rentetan rentetan dan objek rentetan menggunakan struktur data rentetan dinamik ringkas SDS yang dinyatakan di atas.

Sumber imej "Redis Design and Implementation"

Semua orang tahu bahawa bait disimpan dengan 8 bit binari, iaitu 8 0s atau 1s, iaitu , satu bait boleh menyimpan nombor perpuluhan daripada 0 hingga 127, yang merangkumi semua nombor, huruf besar dan kecil Inggeris serta tanda baca.

1Byte=8bit

1KB=1024Byte

1MB=1024KB

1GB=1024MB

tatasusunan bit Dalam dunia storan redis, setiap bait juga ialah 8 bit, dan nilai awalnya ialah:

0 0 0 0 0 0 0 0

Operasi bit adalah untuk menetapkan 0 atau 1 pada ofset ofset yang sepadan Contohnya, tetapkan bit ketiga kepada 1, iaitu:

0 0 0 0 1 0 0 0  #对应redis操作即：  setbit key 3 1

Atas dasar ini, jika anda ingin menetapkan offset kepada. 13 Kedudukan ditetapkan kepada 1, iaitu:

setbit key 13 1  #对应redis中的存储为：  0 0 1 0 | 0 0 0 0 | 0 0 0 0 | 1 0 0 0

Kerumitan masa

Kerumitan masa arahan GETBIT O(1)

STEBIT kerumitan masa perintah O(1)

BITCOUNT kerumitan masa perintah O(n)

Kerumitan masa perintah BITOP ialah O(n), O(n2)

Mari kita lihat mengapa kerumitan masa perintah GETBIT dan SETBIT ialah O(1 ). Apabila kita Apabila melaksanakan kunci SETBIT 10086 1 nilai, reids dikira seperti berikut:

Dapatkan bait mana dalam tatasusunan bit untuk ditulis: 10086÷8=1260, yang perlu ditulis pada subskrip daripada tatasusunan bit Byte 1260

mendapat nombor bit untuk ditulis pada bait ini: 10086 mod 8 = 6. Ia perlu ditulis pada subskrip 6 bait ini, iaitu bit ke-7.

Melalui kedua-dua kaedah pengiraan ini, anda dapat melihat dengan jelas bahawa GETBIT dan SETBIT bagi operasi bit adalah pengiraan berterusan, jadi kerumitan masanya ialah O(1).

Arahan BITCOUNT perlu merentasi semua elemen keseluruhan tatasusunan bit untuk mengira bilangan elemen yang mempunyai nilai 1. Sudah tentu, redis akan mempunyai satu set algoritma pengoptimuman yang kompleks untuk melaksanakan perintah bitcount pada bit dengan data besar, tetapi teras Ideanya masih sama, ia tidak lebih daripada mengurangkan bilangan pertanyaan traversal separa. Jika jelas bahawa 128 bit dilalui pada satu masa, maka bilangan kali dia perlu melintasi adalah sama dengan semua digit dibahagikan dengan 128.

Arahan BITTOP mempunyai kaedah pelaksanaan yang berbeza mengikut operasi yang berbeza. Sebagai contoh, untuk operasi DAN, anda perlu menyemak nilai bit ialah 1.

Pengiraan Ruang Storan

Berdasarkan pengenalan di atas, kita boleh mengetahui cara mengira saiz memori yang diduduki dengan menggunakan struktur data tatasusunan bit berasaskan Redis untuk menyimpan data. Contohnya, jika terdapat 10 bilion data, maka tatasusunan bait yang diperlukan:

1000000000&bahagi;8&bahagi;1024&bahagi;1024≈119.21MB

Iaitu, hanya kira-kira 11MB memori diperlukan menyimpan 1 bilion data Angkasa, ini tiada masalah sama sekali untuk versi kluster 16G dan 32G redis yang kini tersedia.

Perlu diambil perhatian bahawa jika jumlah data anda tidak besar, jangan jadikan offset permulaan yang sangat besar. Contohnya, kita hanya perlu menyimpan beberapa ratus keping data, tetapi Offset adalah sangat besar, yang akan menyebabkan banyak pembaziran ruang memori.

Senario aplikasi

Dalam pembangunan projek sebenar, terdapat banyak perniagaan yang sesuai untuk pelaksanaan menggunakan bit redis.

Senario daftar masuk pengguna

Rentetan tarikh harian digunakan sebagai kunci, ID pengguna digunakan sebagai offset dan status daftar masuk pengguna harian dikira dan jumlah bilangan daftar masuk pengguna

Statistik tentang bilangan pengguna aktif

Aktiviti harian pengguna, aktiviti bulanan, kadar pengekalan, dsb. disimpan menggunakan tatasusunan bit redis, atau gunakan tarikh harian sebagai kunci Tulis apabila pengguna aktif Masukkan offset sebagai nilai bit 1 ID pengguna.

Begitu juga dengan perbelanjaan sara hidup bulanan.

Sama ada pengguna dalam talian dan jumlah orang dalam talian

Gunakan tatasusunan bit yang sama, tetapkan bit offset pemetaan ID pengguna kepada 1 untuk menunjukkan dalam talian , dan ke 0 Menunjukkan di luar talian. Ia boleh merealisasikan pertanyaan dan statistik pengguna dalam talian dan luar talian bagi jumlah orang dalam talian

Gesaan mesej global untuk pengguna dalam APP dengan titik merah

Kini, kebanyakan APP mempunyai dalam tapak Dengan fungsi mesej, apabila terdapat mesej, titik merah kecil akan digesa, menunjukkan bahawa pengguna mempunyai mesej baharu.

Atas ialah kandungan terperinci Cara menggunakan operasi bit redis. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!