Redis實現唯一計數的3種方法分享_Redis

唯一計數是網站系統中十分常見的一個功能特性，例如網站需要統計每天訪問的人數 unique visitor （也就是 UV）。計數問題很常見，但解決起來可能十分複雜：一是需要計數的量可能很大，比如大型的網站每天有數百萬的人訪問，資料量相當大；二是通常還希望擴充計數的維度，比如除了需要每天的 UV，還想知道每周或每月的 UV，這樣導致計算十分複雜。

在關聯式資料庫儲存的系統裡，實現唯一計數的方法就是 select count(distinct <item_id>)，它十分簡單，但是如果資料量很大，這個語句執行是很慢的。用關聯式資料庫另外一個問題是插入資料效能也不高。

Redis 解決這類計數問題得心應手，相比關聯式資料庫速度更快，消耗資源更少，甚至提供了 3 種不同的方法。

1.基於 set

Redis 的 set 用於儲存唯一的資料集合，通過它可以快速判斷某一個元素是否存在於集合中，也可以快速計算某一個集合的元素個數，另外和可以合并集合到一個新的集合中。涉及的命令如下：

複製代碼 代碼如下:

SISMEMBER key member  # 判斷 member 是否存在
SADD key member  # 往集合中加入 member
SCARD key   # 擷取集合元素個數

基於 set 的方法簡單有效，計數精確，適用面廣，易於理解，它的缺點是消耗資源比較大（當然比起關聯式資料庫是少很多的），如果元素個數很大（比如上億的計數），消耗記憶體很恐怖。

2.基於 bit

Redis 的 bit 可以用於實現比 set 記憶體高度壓縮的計數，它通過一個 bit 1 或 0 來儲存某個元素是否存在資訊。例如網站唯一訪客計數，可以把 user_id 作為 bit 的位移量 offset，設定為 1 表示有訪問，使用 1 MB的空間就可以存放 800 多萬使用者的一天訪問計數情況。涉及的命令如下：

複製代碼 代碼如下:

SETBIT key offset value  # 設定位資訊
GETBIT key offset        # 擷取位資訊
BITCOUNT key [start end] # 計數
BITOP operation destkey key [key ...]  # 位元影像合并

基於 bit 的方法比起 set 空間消耗小得多，但是它要求元素能否簡易對應為位位移，適用面窄了不少，另外它消耗的空間取決於最大位移量，和計數值無關，如果最大位移量很大，消耗記憶體也相當可觀。

3.基於 HyperLogLog

實現超大資料量精確的唯一計數都是比較困難的，但是如果只是近似的話，計算科學裡有很多高效的演算法，其中 HyperLogLog Counting 就是其中非常著名的演算法，它可以僅僅使用 12 k左右的記憶體，實現上億的唯一計數，而且誤差控制在百分之一左右。涉及的命令如下：

複製代碼 代碼如下:

PFADD key element [element ...]  # 加入元素
PFCOUNT key [key ...]   # 計數

這種計數方法真的很神奇，我也沒有徹底弄明白，有興趣可以深入研究相關文章。

redis 提供的這三種唯一計數方式各有優劣，可以充分滿足不同情況下的計數要求。