Redis에서 비트맵을 사용하는 방법

일상적인 개발 과정에서 액세스해야 하는 부울 유형 데이터가 있는 경우가 많습니다. 예를 들어, 사용자가 1년 이내에 체크인한 횟수를 기록하면 사용자가 체크인한 횟수는 1, 사용자가 로그인하지 않은 횟수는 0이 됩니다. 키-값을 저장에 사용하면 각 사용자가 365번씩 기록되므로 사용자가 수억 명일 경우 필요한 저장 공간이 매우 커집니다. 이 문제를 해결하려면 Redis에서 비트맵을 사용할 수 있습니다.

Bitmap(비트맵)도 문자열 데이터 유형에 속합니다. Redis의 문자열 유형 값은 최대 512MB의 콘텐츠를 저장할 수 있습니다. 각 문자열은 여러 바이트로 구성되며 각 바이트는 8비트로 구성됩니다. 비트맵 구조는 "비트"를 사용하여 저장을 달성합니다. 비트를 0 또는 1로 설정하여 데이터 액세스 목적을 달성합니다. 이는 값 저장 수를 크게 늘리며 저장 상한은 2^32입니다.

비트맵은 기본적으로 일반 바이트 문자열, 즉 바이트 배열입니다. 이 비트맵 배열은 getbit/setbit 명령을 사용하여 처리할 수 있으며 그 구조는 다음과 같습니다.

비트맵은 일반적으로 사용자 체크인 또는 로그인 수 추적과 같은 일부 특정 응용 프로그램에 사용됩니다. 위 그림은 사용자가 10일 동안 웹사이트에 접속한 횟수를 보여줍니다. 1은 로그인을 나타내고 0은 비체크인을 나타냅니다. 이를 통해 사용자의 활동 수준을 쉽게 계산할 수 있습니다. 비트맵을 사용하여 각 레코드를 기록하면 1비트만 차지하므로 문자열을 직접 사용하는 것에 비해 메모리 공간 사용량이 크게 줄어듭니다.

Redis 관계자도 1억 2,800만 명의 사용자를 대상으로 시스템을 시뮬레이션한 후 Redis 비트맵을 사용하여 "일일 평균 사용자 수"를 계산했는데, 최종 소요 시간은 약 50ms였으며 메모리는 16MB만 차지했습니다. .

비트맵 적용 원리

문자열 형식의 저장소를 사용하는 경우 웹사이트에서는 사용자의 체크인 기록을 1년간 기록해야 하므로 365개의 키-값 쌍이 필요합니다. 비트맵 저장소를 사용하는 경우 사용자가 로그인할 때 1이 저장되고, 그렇지 않으면 0이 저장됩니다. 결국 00010101...과 같은 저장 결과가 생성되는데, 여기서 하루의 기록은 1비트만 차지하고, 1년은 365비트, 즉 약 46바이트이다. 사용자가 로그인한 일수만 계산하려면 1을 계산하세요.

비트맵 연산의 장점은 문자열에 비해 효율성이 높을 뿐만 아니라 공간 절약도 매우 뛰어나다는 것입니다.

Redis의 비트 배열은 자동으로 확장됩니다. 오프셋 위치가 기존 콘텐츠 범위를 벗어나도록 설정되면 비트 배열이 자동으로 확장됩니다.

비트맵에 대한 일반적인 명령

1) SETBIT 명령

은 특정 비트의 값을 설정하거나 지우는 데 사용되며 반환 값은 원래 비트에 저장된 값입니다. 초기 상태에서는 키의 모든 비트가 0입니다. 예는 다음과 같습니다.

SETBIT key offset value

여기서 offset은 0부터 시작하는 오프셋을 나타냅니다. 예는 다음과 같습니다:

127.0.0.1:6379> SET user:1 a
OK
#设置偏移量offset为0
127.0.0.1:6379> SETBIT user:1 0 1
(integer) 0
#当对应位的字符是不可打印字符，redis会以16进制形式显示
127.0.0.1:6379> GET user:1
"\xe1"

2) GETBIT 명령

은 특정 비트의 값을 가져오는 데 사용됩니다. 예시는 다음과 같습니다.

127.0.0.1:6379> GETBIT user:1 0
(integer) 1

오프셋 오프셋이 문자열 길이보다 크거나 키가 존재하지 않는 경우 0이 반환됩니다.

redis> EXISTS bits
(integer) 0
redis> GETBIT bits 100000
(integer) 0

3) BITCOUNT 명령

은 지정된 위치 간격에서 1인 값의 개수를 셉니다. 구문 형식은 다음과 같습니다.

BITCOUNT key [start end]

예는 다음과 같습니다.

127.0.0.1:6379> BITCOUNT user:1
(integer) 8

특정 바이트만 계산하려면 시작 및 종료 매개변수를 지정하기만 하면 됩니다. 시작 및 종료 매개변수는 GETRANGE 명령의 매개변수와 유사합니다. 예를 들어, -1은 마지막에서 첫 번째 숫자를 나타내고 -2는 마지막에서 두 번째 숫자를 나타냅니다. .

4) Redis Bitop 명령

은 바이너리 비트를 저장하는 하나 이상의 문자열 키에 대해 비트 연산을 수행하고 결과를 destkey에 저장합니다.

작업은 AND, OR, NOT,

• BITOP OR destkey key [key …] , 하나 이상의 키에 대해 논리 OR을 수행하고 결과를 - destkey에 저장합니다.

• BITOP XOR destkey key [key …] , 하나 이상의 키에 대해 논리적 XOR을 수행하고 결과를 destkey에 저장합니다.

• BITOP NOT destkey 키, 주어진 키에 대해 논리적 부정을 수행하고 결과를 destkey에 저장합니다.

• NOT 연산을 제외하고 다른 연산에서는 하나 이상의 키를 입력으로 받을 수 있습니다.

Scenario

당일 활성 사용자 통계

일일 활성 통계는 사용자가 활성 상태일 때 사용자 ID의 오프셋에 따라 비트맵 키를 생성합니다.

해당 비트는 1

사용자 로그인입니다.

사용자별로 하나씩 생성 비트맵의 키는 특정 날짜를 기준으로 하며, 이 날 이후의 일수가 오프셋입니다.

사용자가 로그인을 클릭하면 해당 오프셋 비트가 로 설정됩니다. 1.

위 내용은 Redis에서 비트맵을 사용하는 방법의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!