redis實現使用者簽到，統計活躍使用者，使用者線上狀態

在開發的過程中，我們可能會遇到使用者簽到、統計當天的活躍使用者、以及每個使用者的線上狀態的開發需求，我們可能會用傳統的方法，根據相應的需求設計資料庫表等，這樣耗費的儲存空間大，以及效能方面也不會太好，下面會為大家介紹簡單，使用的方法。

在介紹實現方法前，會先給大家介紹Redis中的一個關鍵詞‘bitmap’

BitMap是什麼

就是通過一個bit位來表示某個元素對應的值或者狀態,其中的key就是對應元素本身。我們知道8個bit可以組成一個Byte，所以bitmap本身會極大的節省儲存空間。

Redis中的BitMap

Redis從2.2.0版本開始新增了setbit,getbit,bitcount等幾個bitmap相關命令。雖然是新命令，但是並沒有新增新的資料類型，因為setbit等命令只不過是在set上的擴充。

setbit命令介紹

指令 SETBIT key offset value
複雜度 O(1)
設定或者清空key的value(字串)在offset處的bit值(只能只0或者1)。

空間佔用、以及第一次分配空間需要的時間

在一台2010MacBook Pro上，offset為2^32-1（分配512MB）需要～300ms，offset為2^30-1(分配128MB)需要～80ms，offset為2^28-1（分配32MB）需要～30ms，offset為2^26-1（分配8MB）需要8ms。<來自官方文檔>
大概的空間佔用計算公式是：($offset/8/1024/1024)MB

使用情境一：使用者簽到

很多網站都提供了簽到功能(這裡不考慮資料落地事宜)，並且需要展示最近一個月的簽到情況，如果使用bitmap我們怎麼做？一言不合亮代碼！

<?php$redis = new Redis();$redis->connect('127.0.0.1');//使用者uid$uid = 1;//記錄有uid的key$cacheKey = sprintf("sign_%d", $uid);//開始有簽到功能的日期$startDate = '2017-01-01';//今天的日期$todayDate = '2017-01-21';//計算offset$startTime = strtotime($startDate);$todayTime = strtotime($todayDate);$offset = floor(($todayTime - $startTime) / 86400);echo "今天是第{$offset}天" . PHP_EOL;//簽到//一年一個使用者會佔用多少空間呢？大約365/8=45.625個位元組，好小，有木有被驚呆？$redis->setBit($cacheKey, $offset, 1);//查詢簽到情況$bitStatus = $redis->getBit($cacheKey, $offset);echo 1 == $bitStatus ? '今天已經簽到啦' : '還沒有簽到呢';echo PHP_EOL;//計算總簽到次數echo $redis->bitCount($cacheKey) . PHP_EOL;/*** 計算某段時間內的簽到次數* 很不幸啊,bitCount雖然提供了start和end參數，但是這個說的是字串的位置，而不是對應"位"的位置* 幸運的是我們可以通過get命令將value取出來，自己解析。並且這個value不會太大，上面計算過一年一個使用者只需要45個位元組* 給我們的網站定一個小目標，運行30年，那麼一共需要1.31KB(就問你屌不屌？)*///這是個錯誤的計算方式echo $redis->bitCount($cacheKey, 0, 20) . PHP_EOL;

使用情境二：統計活躍使用者

使用時間作為cacheKey，然後使用者ID為offset，如果當日活躍過就設定為1
那麼我該如果計算某幾天/月/年的活躍使用者呢(暫且約定，統計時間內只有有一天線上就稱為活躍)，有請下一個redis的命令
命令 BITOP operation destkey key [key ...]
說明：對一個或多個儲存二進位位的字串 key 進行位元操作，並將結果儲存到 destkey 上。
說明：BITOP 命令支援 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 這四種操作中的任意一種參數

//日期對應的活躍使用者
$data = array(
'2017-01-10' => array(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10),
'2017-01-11' => array(1,2,3,4,5,6,7,8),
'2017-01-12' => array(1,2,3,4,5,6),
'2017-01-13' => array(1,2,3,4),
'2017-01-14' => array(1,2)
);

//大量設定活躍狀態
foreach($data as $date=>$uids) {
$cacheKey = sprintf("stat_%s", $date);
foreach($uids as $uid) {
$redis->setBit($cacheKey, $uid, 1);
}
}

$redis->bitOp('AND', 'stat', 'stat_2017-01-10', 'stat_2017-01-11', 'stat_2017-01-12') . PHP_EOL;
//總活躍使用者：6
echo "總活躍使用者：" . $redis->bitCount('stat') . PHP_EOL;

$redis->bitOp('AND', 'stat1', 'stat_2017-01-10', 'stat_2017-01-11', 'stat_2017-01-14') . PHP_EOL;
//總活躍使用者：2
echo "總活躍使用者：" . $redis->bitCount('stat1') . PHP_EOL;

$redis->bitOp('AND', 'stat2', 'stat_2017-01-10', 'stat_2017-01-11') . PHP_EOL;
//總活躍使用者：8
echo "總活躍使用者：" . $redis->bitCount('stat2') . PHP_EOL;

使用情境三：使用者線上狀態

前段時間開發一個項目，對方給我提供了一個查詢目前使用者是否線上的介面。不瞭解對方是怎麼做的，自己考慮了一下，使用bitmap是一個節約空間效率又高的一種方法，只需要一個key，然後使用者ID為offset，如果線上就設定為1，不線上就設定為0，和上面的情境一樣，5000W使用者只需要6MB的空間。

//大量設定線上狀態$uids = range(1, 500000);
foreach($uids as $uid) {
$redis->setBit('online', $uid, $uid % 2);
}
//一個一個擷取狀態
$uids = range(1, 500000);
$startTime = microtime(true);
foreach($uids as $uid) {
echo $redis->getBit('online', $uid) . PHP_EOL;
}
$endTime = microtime(true);
//在我的電腦上，擷取50W個使用者的狀態需要25秒
echo "total:" . ($endTime - $startTime) . "s";


/**
* 對於批量的擷取，上面是一種效率低的辦法，實際可以通過get擷取到value，然後自己計算
* 具體計算方法改天再寫吧，之前寫的代碼找不見了。。。
*/

其實BitMap可以運用的情境很多很多(當然也會受到一些限制)，思維可以繼續擴散~歡迎小夥伴給我留言探討~