redis位图 - JavaShuo

<?php

function frstr($str){
    return str_pad($str,8,'0',STR_PAD_LEFT);
}


$php='';
$p= frstr(decbin(ord('p')));

$h= frstr(decbin(ord('h')));

$php=$p.$h.$p;

echo $php;
echo PHP_EOL;

$len=strlen($php);
$index=[];
for($i=0;$i<$len;$i++){
    if($php[$i]==1){
        $index[]=$i;
    }
}
print_r($index);

01110000,01101000,01110000
Array
(
    [0] => 1
    [1] => 2
    [2] => 3
    [3] => 9
    [4] => 10
    [5] => 12
    [6] => 17
    [7] => 18
    [8] => 19
)

<p style='font-size:28px;font-style:italic;color:rgb(120,0,160)'>01110000,01101000,01110000</p> <p style='color:red;font-size:20px;'>1,2,3,9,10,12,17,18,19 共9位需设置为1</p>php

127.0.0.1:0>get p
null

127.0.0.1:0>setbit p 1 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 2 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 3 1
"0"

127.0.0.1:0>get p
"p"

127.0.0.1:0>setbit p 9 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 10 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 12 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 17 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 18 1
"0"

127.0.0.1:0>setbit p 19 1
"0"

127.0.0.1:0>get p
"php"

<h1> 统计和查找</h1> Redis 提供了位图统计指令 bitcount 和位图查找指令 bitpos 数组

bitcount 用来统计指定位置范围内 1 的个数
bitpos 用来查找指定范围内出现的第一个 0 或 1

<h3 style='color:blue'>bitcount,bitpos</h3>spa

127.0.0.1:0>bitcount p
"9"
127.0.0.1:0>bitcount p 0 0  #第一个字符中1的个数
"3"
127.0.0.1:0>bitcount p 0 1  #前2个字符中1的个数
"6"
127.0.0.1:0>bitpos p 0     #第一个0位
"0"

127.0.0.1:0>bitpos p 1		#第一个1位
"1"

127.0.0.1:0>bitpos p 1 1 1	#从第二个字符算起第一个1位
"9"

127.0.0.1:0>bitpos p 1 2 2  # 从第三个字符算起，第一个 1 位
"17"

<h1 style="color:blue">bitfield</h1>code

bitfield(3.2版本以后) 有三个子指令，分别是 get/set/incrby，它们均可以对指定位片断进行读写，可是最多只能处理 64 个连续的位，若是超过 64 位，就得使用多个子指令，bitfield 能够一次执行多个子指令ci

phpget

<p style='font-weight:bolder;font-style:italic;font-size:22px;color:rgb(20,120,20)'>01110000,01101000,01110000</p>it

127.0.0.1:6379> get p
"php"
127.0.0.1:6379> bitfield p get u4 0  # 从第0个位开始取4个位  即为 0111  结果是无符号数 (u)
1) (integer) 7
127.0.0.1:6379> bitfield p get u3 2  #从第2个位开始取3个位 	即为110		结果是无符号数 (u)
1) (integer) 6
127.0.0.1:6379> bitfield p get i4 0  #从第0个位开始取4个位	即为0111		结果是有符号数 (i)
1) (integer) 7
127.0.0.1:6379> bitfield p get i3 2	  #从第2个位开始取3个    即为110		结果是有符号数 (i)
1) (integer) -2
127.0.0.1:6379> bitfield p  get u4 0  get u3 2  get i4 0     get i3 2
1) (integer) 7
2) (integer) 6
3) (integer) 7
4) (integer) -2

所谓有符号数是指获取的位数组中第一个位是符号位，剩下的才是值
若是第一位是 1，那就是负数
无符号数表示非负数，没有符号位，获取的位数组所有都是值。有符号数最多能够获取 64 位，无符号数只能获取 63 位 (由于 Redis 协议中的 integer 是有符号数，最大 64 位，不能传递 64 位无符号值)
若是超出位数限制，Redis 就会告诉你参数错误io

01110000,01101000,01110000
把第二个h这只为p
只须要把第11位由0->1，第12位由1->0便可
setbit p 11 1
setbit p 12 0
127.0.0.1:6379> setbit p 11 1
(integer) 0
127.0.0.1:6379> setbit p 12 0
(integer) 1
127.0.0.1:6379> get p
"ppp"

127.0.0.1:6379> set p php
OK
127.0.0.1:6379> bitfield p set u8 8 97  #从第 8 个位开始，将接下来的 8 个位用无符号数 97 替换
1) (integer) 104
127.0.0.1:6379> get p
"pap"

incrby

它用来对指定范围的位进行自增操做自增有可能出现溢出
若是增长了正数，会出现上溢，若是增长的是负数，就会出现下溢出function

Redis 默认的处理是折返。若是出现了溢出，就将溢出的符号位丢掉若是是 8 位无符号数 255，加 1 后就会溢出，会所有变零。若是是 8 位有符号数 127，加 1 后就会溢出变成 -128class

bitfield p incrby u7 1 1

127.0.0.1:6379> set p php
OK
127.0.0.1:6379> bitfield p incrby u7 1 1  # 从第7位开始，对接下来的1位无符号数 +1
1) (integer) 113
127.0.0.1:6379> get p
"qhp"
127.0.0.1:6379> bitfield p incrby u7 1 1
1) (integer) 114       #r 的ascii码 为114
127.0.0.1:6379> get p
"rhp"
127.0.0.1:6379> set  p php
OK
127.0.0.1:6379> bitfield p incrby u1 1 1
1) (integer) 0
127.0.0.1:6379> get p
"0hp"
127.0.0.1:6379> bitfield p incrby u1 1 1
1) (integer) 1
127.0.0.1:6379> get p
"php"

bitfield 指令提供了溢出策略子指令

overflow，用户能够选择溢出行为，默认是折返 (wrap)，还能够选择失败 (fail) 报错不执行，以及饱和截断 (sat)，超过了范围就停留在最大最小值 overflow 指令只影响接下来的第一条指令，这条指令执行完后溢出策略会变成默认值折返 (wrap)

<p style="color:red;font-weight:bolder;font-size:24px;"> 饱和截断 SAT</p> p的二进制 <p style='color:blue;font-size:24px;'>0111 0000</p>

127.0.0.1:6379> get p
"p"
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow sat incrby u4 1 1
1) (integer) 15
127.0.0.1:6379> get p
"x"
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow sat incrby u4 1 1
1) (integer) 15
127.0.0.1:6379> get p
"x"
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow sat incrby u4 1 1 ## 保持最大值
1) (integer) 15
127.0.0.1:6379> get p
"x"

对

<p style='color:blue;font-size:24px;'>0111 0000</p> 执行

bitfield p overflow sat incrby u4 1 1
后变为

<p style='color:green;font-size:24px;'>0111 1000</p> 继续

bitfield p overflow sat incrby u4 1 1

由于采起了截断 (sat)，超过了范围就停留在最大最小值

<p style="color:red;font-weight:bolder;font-size:24px;"> 失败不执行 FAIL SAT</p>

127.0.0.1:6379> set p p
OK
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow fail incrby u5 1 1
1) (integer) 29
127.0.0.1:6379> get p
"t"
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow fail incrby u5 1 1
1) (integer) 30
127.0.0.1:6379> get p
"x"
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow fail incrby u5 1 1
1) (integer) 31
127.0.0.1:6379> get p
"|"
127.0.0.1:6379> bitfield p overflow fail incrby u5 1 1
1) (nil)
127.0.0.1:6379> get p
"|"
127.0.0.1:6379>

过程分析
对

<p style='color:blue;font-size:24px;'>0111 0000</p> 执行

bitfield p overflow fail incrby u5 1 1 变为

<p style='color:green;font-size:24px;'>0111 0100</p> ascii码为116 即为字符t

而后继续执行

bitfield p overflow fail incrby u5 1 1

<p style='color:orange;font-size:24px;'>0111 1000</p> ascii为120即为字符 x

而后继续执行

bitfield p overflow fail incrby u5 1 1 变为

<p style='color:rgb(200,0,100);font-size:24px;'>0111 1100</p> ascii 124即为字符 |

再继续执行就会溢出，因此保留当前的最大值