上篇文章我们对 STRING 数据类型中一些基本的命令进行了介绍,但是没有涉及到 BIT 相关的命令,本文我们就来看看几个和 BIT 相关的命令。

本文是 Redis 系列的第四篇文章,了解前面的文章有助于更好的理解本文:


1.Linux 上安装 Redis
2.Redis 中的五种数据类型简介
3.Redis 字符串 (STRING) 介绍


BIT 相关的命令是指 BITCOUNT/BITFIELD/BITOP/BITPOS/SETBIT/GETBIT 几个命令,灵活使用这几个命令,可以给我们的项目带来很多惊喜。

# 准备知识

在学习这几个命令之前,我们得先了解下 redis 中字符串的存储方式,redis 中的字符串都是以二进制的方式进行存储的,比如说我执行如下命令:

127.0.0.1:6379> SET k1 a
OK

a 对应的 ASCII 码是 97 ,转换为二进制数据是 01100001 ,我们 BIT 相关命令都是对这个二进制数据进行操作。请继续往下看。

# GETBIT

GETBIT 命令可以返回 key 对应的 value 在 offset 处的 bit 值,以上文提到的 k1 为例, a 对应的二进制数据是 01100001 ,所以当 offset 为 0 时,对应的 bit 值为 0 ; offset 为 1 时,对应的 bit 值为 1 ; offset 为 2 时,对应的 bit 值为 1 ;offset 为 3 时,对应的 bit 值为 0,依此类推....,如下:

127.0.0.1:6379> GETBIT k1 0
(integer) 0
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 3
(integer) 0
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 4
(integer) 0
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 5
(integer) 0
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 6
(integer) 0
127.0.0.1:6379> GETBIT k1 7
(integer) 1

# SETBIT

SETBIT 可以用来修改二进制数据,比如 a 对应的 ASCII 码为 97,c 对应的 ASCII 码为 99,97 转为二进制是 01100001 ,99 转为二进制是 01100011 ,两个的差异在于第六位一个是 0 一个是 1 ,通过 SETBIT 命令,我们可以将 k1 的第六位的 0 改为 1 (第六位是从 0 开始算),如下:

127.0.0.1:6379> SETBIT k1 6 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> GET k1
"c"

此时,k1 中存储的字符也就变为了 c。SETBIT 在执行时所返回的数字,表示该位上原本的 bit 值。

# BITCOUNT

BITCOUNT 可以用来统计这个二进制数据中 1 的个数,如下:

127.0.0.1:6379> BITCOUNT k1
(integer) 4

关于 BITCOUNT,redis 官网上有一个非常有意思的案例:用户上线次数统计。节选部分原文如下:

举个例子,如果今天是网站上线的第 100 天,而用户 peter 在今天阅览过网站,那么执行命令 SETBIT peter 100 1 ;如果明天 peter 也继续阅览网站,那么执行命令 SETBIT peter 101 1 ,以此类推。当要计算 peter 总共以来的上线次数时,就使用 BITCOUNT 命令:执行 BITCOUNT peter ,得出的结果就是 peter 上线的总天数。

这种统计方式最大的好处就是节省空间并且运算速度快。每天占用一个 bit,一年也就 365 个 bit,10 年也就 10*365 个 bit ,也就是 456 个字节,对于这么大的数据,bit 的操作速度非常快。

# BITOP

BITOP 可以对一个或者多个二进制位串执行并 (AND)、或 (OR)、异或 (XOR) 以及非 (NOT) 运算,如下:a 对应的 ASCII 码转为二进制是 01100001 ,c 对应的二进制位串是 01100011 。对这两个二进制位串分别执行 AND\OR\XOR 的结果如下:

127.0.0.1:6379> set k1 a
OK
127.0.0.1:6379> set k2 c
OK
127.0.0.1:6379> BITOP and k3 k1 k2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get k3
"a"
127.0.0.1:6379> BITOP or k3 k1 k2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get k3
"c"
127.0.0.1:6379> BITOP xor k3 k1 k2
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get k3
"\x02"

另外,BITOP 也可以执行 NOT 运算,但是注意参数个数,如下:

127.0.0.1:6379> BITOP not k3 k4
(integer) 1

这里会对 k4 的二进制位串取反,将取反结果交给 k3 。

# BITPOS

BITPOS 用来获取二进制位串中第一个 1 或者 0 的位置,如下:

127.0.0.1:6379> set k1 a
OK
127.0.0.1:6379> BITPOS k1 1
(integer) 1
127.0.0.1:6379> BITPOS k1 0
(integer) 0

也可以在后面设置一个范围,不过后面的范围是字节的范围,而不是二进制位串的范围。

OK,STRING 中 BIT 相关的命令我们就介绍这么多,更多命令小伙伴们可以参考官方文档。小伙伴在看官方文档时,有什么问题欢迎留言讨论。