用戶簽到-BitMap功能演示

用戶一次簽到，就是一條記錄，假如有1000萬用戶，平均每人每年簽到次數(shù)為10次，則這張表一年的數(shù)據(jù)量為 1億條

每簽到一次需要使用（8 + 8 + 1 + 1 + 3 + 1）共22 字節(jié)的內(nèi)存，一個月則最多需要600多字節(jié)

我們?nèi)绾文軌蚝喕稽c呢？其實可以考慮小時候一個挺常見的方案，就是小時候，咱們準(zhǔn)備一張小小的卡片，你只要簽到就打上一個勾，我最后判斷你是否簽到，其實只需要到小卡片上看一看就知道了

我們可以采用類似這樣的方案來實現(xiàn)我們的簽到需求。

我們按月來統(tǒng)計用戶簽到信息，簽到記錄為1，未簽到則記錄為0.

把每一個bit位對應(yīng)當(dāng)月的每一天，形成了映射關(guān)系。用0和1標(biāo)示業(yè)務(wù)狀態(tài)，這種思路就稱為位圖（BitMap）。這樣我們就用極小的空間，來實現(xiàn)了大量數(shù)據(jù)的表示

Redis中是利用string類型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)BitMap，因此最大上限是512M，轉(zhuǎn)換為bit則是 2^32個bit位。

BitMap的操作命令有：

• SETBIT：向指定位置（offset）存入一個0或1
• GETBIT ：獲取指定位置（offset）的bit值
• BITCOUNT ：統(tǒng)計BitMap中值為1的bit位的數(shù)量
• BITFIELD ：操作（查詢、修改、自增）BitMap中bit數(shù)組中的指定位置（offset）的值
• BITFIELD_RO ：獲取BitMap中bit數(shù)組，并以十進(jìn)制形式返回
• BITOP ：將多個BitMap的結(jié)果做位運算（與 、或、異或）
• BITPOS ：查找bit數(shù)組中指定范圍內(nèi)第一個0或1出現(xiàn)的位置

用戶簽到-實現(xiàn)簽到功能

需求：實現(xiàn)簽到接口，將當(dāng)前用戶當(dāng)天簽到信息保存到Redis中

思路：我們可以把年和月作為bitMap的key，然后保存到一個bitMap中，每次簽到就到對應(yīng)的位上把數(shù)字從0變成1，只要對應(yīng)是1，就表明說明這一天已經(jīng)簽到了，反之則沒有簽到。

我們通過接口文檔發(fā)現(xiàn)，此接口并沒有傳遞任何的參數(shù)，沒有參數(shù)怎么確實是哪一天簽到呢？這個很容易，可以通過后臺代碼直接獲取即可，然后到對應(yīng)的地址上去修改bitMap。

代碼

UserController

@PostMapping("/sign")
 public Result sign(){
    return userService.sign();
 }

UserServiceImpl

@Override
public Result sign() {
    // 1.獲取當(dāng)前登錄用戶
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 2.獲取日期
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    // 3.拼接key
    String keySuffix = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern(":yyyyMM"));
    String key = USER_SIGN_KEY + userId + keySuffix;
    // 4.獲取今天是本月的第幾天
    int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
    // 5.寫入Redis SETBIT key offset 1
    stringRedisTemplate.opsForValue().setBit(key, dayOfMonth - 1, true);
    return Result.ok();
}

用戶簽到-簽到統(tǒng)計

問題1： 什么叫做連續(xù)簽到天數(shù)？
從最后一次簽到開始向前統(tǒng)計，直到遇到第一次未簽到為止，計算總的簽到次數(shù)，就是連續(xù)簽到天數(shù)。

Java邏輯代碼：獲得當(dāng)前這個月的最后一次簽到數(shù)據(jù)，定義一個計數(shù)器，然后不停的向前統(tǒng)計，直到獲得第一個非0的數(shù)字即可，每得到一個非0的數(shù)字計數(shù)器+1，直到遍歷完所有的數(shù)據(jù)，就可以獲得當(dāng)前月的簽到總天數(shù)了

問題2： 如何得到本月到今天為止的所有簽到數(shù)據(jù)？

BITFIELD key GET u[dayOfMonth] 0

假設(shè)今天是10號，那么我們就可以從當(dāng)前月的第一天開始，獲得到當(dāng)前這一天的位數(shù)，是10號，那么就是10位，去拿這段時間的數(shù)據(jù)，就能拿到所有的數(shù)據(jù)了，那么這10天里邊簽到了多少次呢？統(tǒng)計有多少個1即可。

問題3：如何從后向前遍歷每個bit位？

注意：bitMap返回的數(shù)據(jù)是10進(jìn)制，哪假如說返回一個數(shù)字8，那么我哪兒知道到底哪些是0，哪些是1呢？我們只需要讓得到的10進(jìn)制數(shù)字和1做與運算就可以了，因為1只有遇見1 才是1，其他數(shù)字都是0 ，我們把簽到結(jié)果和1進(jìn)行與操作，每與一次，就把簽到結(jié)果向右移動一位，依次內(nèi)推，我們就能完成逐個遍歷的效果了。

需求：實現(xiàn)下面接口，統(tǒng)計當(dāng)前用戶截止當(dāng)前時間在本月的連續(xù)簽到天數(shù)

有用戶有時間我們就可以組織出對應(yīng)的key，此時就能找到這個用戶截止這天的所有簽到記錄，再根據(jù)這套算法，就能統(tǒng)計出來他連續(xù)簽到的次數(shù)了

代碼

UserController

@GetMapping("/sign/count")
public Result signCount(){
    return userService.signCount();
}

UserServiceImpl

@Override
public Result signCount() {
    // 1.獲取當(dāng)前登錄用戶
    Long userId = UserHolder.getUser().getId();
    // 2.獲取日期
    LocalDateTime now = LocalDateTime.now();
    // 3.拼接key
    String keySuffix = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern(":yyyyMM"));
    String key = USER_SIGN_KEY + userId + keySuffix;
    // 4.獲取今天是本月的第幾天
    int dayOfMonth = now.getDayOfMonth();
    // 5.獲取本月截止今天為止的所有的簽到記錄，返回的是一個十進(jìn)制的數(shù)字 BITFIELD sign:5:202203 GET u14 0
    List<Long> result = stringRedisTemplate.opsForValue().bitField(
            key,
            BitFieldSubCommands.create()
                    .get(BitFieldSubCommands.BitFieldType.unsigned(dayOfMonth)).valueAt(0)
    );
    if (result == null || result.isEmpty()) {
        // 沒有任何簽到結(jié)果
        return Result.ok(0);
    }
    Long num = result.get(0);
    if (num == null || num == 0) {
        return Result.ok(0);
    }
    // 6.循環(huán)遍歷
    int count = 0;
    while (true) {
        // 6.1.讓這個數(shù)字與1做與運算，得到數(shù)字的最后一個bit位  // 判斷這個bit位是否為0
        if ((num & 1) == 0) {
            // 如果為0，說明未簽到，結(jié)束
            break;
        }else {
            // 如果不為0，說明已簽到，計數(shù)器+1
            count++;
        }
        // 把數(shù)字右移一位，拋棄最后一個bit位，繼續(xù)下一個bit位
        num >>>= 1;
    }
    return Result.ok(count);
}

額外加餐-關(guān)于使用bitmap來解決緩存穿透的方案

回顧緩存穿透：

發(fā)起了一個數(shù)據(jù)庫不存在的，redis里邊也不存在的數(shù)據(jù)，通常你可以把他看成一個攻擊

解決方案：

• 判斷id<0
• 如果數(shù)據(jù)庫是空，那么就可以直接往redis里邊把這個空數(shù)據(jù)緩存起來

第一種解決方案：遇到的問題是如果用戶訪問的是id不存在的數(shù)據(jù)，則此時就無法生效

第二種解決方案：遇到的問題是：如果是不同的id那就可以防止下次過來直擊數(shù)據(jù)

所以我們?nèi)绾谓鉀Q呢？

我們可以將數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，所對應(yīng)的id寫入到一個list集合中，當(dāng)用戶過來訪問的時候，我們直接去判斷l(xiāng)ist中是否包含當(dāng)前的要查詢的數(shù)據(jù)，如果說用戶要查詢的id數(shù)據(jù)并不在list集合中，則直接返回，如果list中包含對應(yīng)查詢的id數(shù)據(jù)，則說明不是一次緩存穿透數(shù)據(jù)，則直接放行。

現(xiàn)在的問題是這個主鍵其實并沒有那么短，而是很長的一個 主鍵

哪怕你單獨去提取這個主鍵，但是在11年左右，淘寶的商品總量就已經(jīng)超過10億個

所以如果采用以上方案，這個list也會很大，所以我們可以使用bitmap來減少list的存儲空間

我們可以把list數(shù)據(jù)抽象成一個非常大的bitmap，我們不再使用list，而是將db中的id數(shù)據(jù)利用哈希思想，比如：

id % bitmap.size = 算出當(dāng)前這個id對應(yīng)應(yīng)該落在bitmap的哪個索引上，然后將這個值從0變成1，然后當(dāng)用戶來查詢數(shù)據(jù)時，此時已經(jīng)沒有了list，讓用戶用他查詢的id去用相同的哈希算法， 算出來當(dāng)前這個id應(yīng)當(dāng)落在bitmap的哪一位，然后判斷這一位是0，還是1，如果是0則表明這一位上的數(shù)據(jù)一定不存在， 采用這種方式來處理，需要重點考慮一個事情，就是誤差率，所謂的誤差率就是指當(dāng)發(fā)生哈希沖突的時候，產(chǎn)生的誤差。

以上就是java實現(xiàn)用戶簽到BitMap功能實現(xiàn)demo的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于java 用戶簽到的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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