不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海。
码字不易，点赞再看。
前言
欠下的债总规要还，上篇介绍基础数据结构中有提到 bitmap。移步至： 传送门
本篇先从一道面试题开始，有这么一个场景：拥有 数亿 用户的电商平台，如何统计月活？？
你用 set 记录活跃用户的id，没毛病，确实也可以达到效果，但是使用这种数据结构真的妥当吗??
针对如此宝贵的内存，能省点，不香吗？？
以 1亿 用户为例： 用户id 用int存储， 做个比对，引出今天的主角 bitmap。
不用我说，已经看出来优势了吧，没错这就是位图牛逼的地方。
正文
Redis官方文档对于位图的介绍如下：
位图不是一个真实的数据类型，而是定义在字符串类型上的面向 位 的操作集合。由于字符串类型是二进制安全的二进制大对象，并且最大长度是 512MB，适合于设置 2^32个不同的位。
位操作分为两组：常量时间单个位的操作，像设置一个位为 1 或者 0，或者获取该位的值。对一组位的操作，例如:在 给定的位 范围内计算 设置位 的数目。
位图的最大优势是:是一种非常显著的节省空间来存储信息的方式。例如，在一个系统中，不同用户由递增的用户 ID 来表示，可以使用 512MB 的内存来表示 40亿 用户的单个位信息（例如他们是否需要接收信件）。
简而言之，位图 是操作 比特位
的，其优点是节省 内存空间。位图的常用操作如下：
- setbit 设置特定key对应的比特位的值。
- getbit 获取特定key对应的比特位的值。
- bitcount统计给定key对应的字符串比特位为1的数量。
Redis 的位数组是 自动扩充，如果设置了某个偏移位置超出了现有的内容范围，就会 自动 将位数组进行零扩充。
接下来我们使用 redis-cli 设置第一个字符，也就是 位数组 的前 8 位，我们只需要设置值为 1 的位，如 h （二进制：0 1 1 0 1 0 0 0） 字符只有 1/2/4 位需要设置。
<code>127.0
.0
.1
:6379>
setbit
s
1
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
setbit
s
2
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
setbit
s
4
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
get
s
"h"
/<code>
上面这个例子可以理解为「零存整取」，同样我们还也可以「零存零取」，「整存零取」。「零存」就是使用 setbit 对位值进行逐个设置，「整存」就是使用字符串一次性填充所有位数组，覆盖掉旧值。
零存零取
<code>127.0
.0
.1
:6379>
setbit
a
1
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
setbit
a
2
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
setbit
a
4
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
getbit
a
1
//获取某个具体位置的值
0
/1
(integer)
1
/<code>
整存零取
<code>127.0
.0
.1
:6379>
set
b
h
OK
127.0
.0
.1
:6379>
getbit
b
1
(integer)
1
127.0
.0
.1
:6379>
getbit
b
2
(integer)
1
127.0
.0
.1
:6379>
getbit
b
3
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
getbit
b
4
(integer)
1
/<code>
如果对应位的字节是不可打印字符，redis-cli 会显示该字符的 16 进制形式。
<code>127.0
.0
.1
:6379>
setbit
x
0
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
setbit
x
1
1
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
get
x
"\xc0"
/<code>
统计和查找
Redis 提供了位图统计指令 bitcount 和位图查找指令 bitpos，bitcount 用来统计指定位置范围内 1 的个数，bitpos 用来查找指定范围内出现的第一个 0 或 1。
比如我们可以通过 bitcount 统计用户一共签到了多少天，通过 bitpos 指令查找用户从哪一天开始第一次签到。如果指定了范围参数[start, end]，就可以统计在某个时间范围内用户签到了多少天，用户自某天以后的哪天开始签到。
遗憾的是， start 和 end 参数是 字节索引，也就是说指定的位范围必须是 8 的倍数，这点比较坑，而不能任意指定。这很奇怪，不是很能理解 Antirez 为什么要这样设计。因为这个设计，我们无法直接计算某个月内用户签到了多少天，而必须要将这个月所覆盖的字节内容全部取出来 (getrange 可以取出字符串的子串) 然后在内存里进行统计，这个非常繁琐。
还可以将放入位图的offset统一乘以8（一个字节占8比特），这样一来就可以直接用redis的bitcount来统计对应索引范围内的比特值为1的数量了,当然这种方案的缺点也相当明显，就是浪费内存，因为原先只需要1比特存储的数据，现在需要8比特存储，所以这种方案不能很好地利用位图索引节省存储空间的特点。
接下来我们简单试用一下 bitcount 指令和 bitpos 指令:
<code>127.0
.0
.1
:6379>
set
w
hello
OK
127.0
.0
.1
:6379>
bitcount
w
(integer)
2
1127.0
.0
.1
:6379>
bitcount
w
0
0
//
第一个字符中
1
的位数
(integer)
3
127.0
.0
.1
:6379>
bitcount
w
0
1
//
前两个字符中
1
的位数
(integer)
7
127.0
.0
.1
:6379>
bitpos
w
0
//
第一个
0
位
(integer)
0
127.0
.0
.1
:6379>
bitpos
w
1
//
第一个
1
位
(integer)
1
127.0
.0
.1
:6379>
bitpos
w
1
1
1
//
从第二个字符算起，第一个
1
位
(integer)
9
127.0
.0
.1
:6379>
bitpos
w
1
2
2
//
从第三个字符算起，第一个
1
位
(integer)
17
/<code>
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