在日常開發過程中，經常會有一些 bool 類型數據需要存取。比如記錄用戶一年內簽到的次數，簽了是 1，沒簽是 0。如果使用 key-value 來存儲，那么每個用戶都要記錄 365 次，當用戶成百上億時，需要的存儲空間將非常巨大。解決這個問題，可以使用redis中的位圖。

位圖（bitmap）同樣屬于 string 數據類型。Redis 中一個字符串類型的值最多能存儲 512 MB 的內容，每個字符串由多個字節組成，每個字節又由 8 個 Bit 位組成。位圖結構正是使用“位”來實現存儲的，它通過將比特位設置為 0 或 1來達到數據存取的目的，這大大增加了 value 存儲數量，它存儲上限為2^32。

位圖本質上就是一個普通的字節串，也就是 bytes 數組。您可以使用getbit/setbit命令來處理這個位數組，位圖的結構如下所示：

位圖適用于一些特定的應用場景，比如用戶簽到次數、或者登錄次數等。上圖是表示一位用戶 10 天內來網站的簽到次數，1 代表簽到，0 代表未簽到，這樣可以很輕松地統計出用戶的活躍程度。相比于直接使用字符串而言，位圖中的每一條記錄僅占用一個 bit 位，從而大大降低了內存空間使用率。

Redis 官方也做了一個實驗，他們模擬了一個擁有 1 億 2 千 8 百萬用戶的系統，然后使用 Redis 的位圖來統計“日均用戶數量”，最終所用時間的約為 50ms，且僅僅占用 16 MB內存。

位圖應用原理

某網站要統計一個用戶一年的簽到記錄，若用 sring 類型存儲，則需要 365 個鍵值對。若使用位圖存儲，用戶簽到就存 1，否則存 0。最后會生成 00010101… 這樣的存儲結果，其中每天的記錄只占一位，一年就是 365 位，約為 46 個字節。如果只想統計用戶簽到的天數，那么統計 1 的個數即可。

位圖操作的優勢，相比于字符串而言，它不僅效率高，而且還非常的節省空間。

Redis 的位數組是自動擴展的，如果設置了某個偏移位置超出了現有的內容范圍，位數組就會自動擴充。

位圖常用命令

1) SETBIT命令

用來設置或者清除某一位上的值，其返回值是原來位上存儲的值。key 在初始狀態下所有的位都為 0 ，示例如下：

SETBIT key offset value

其中 offset 表示偏移量，從 0 開始。示例如下：

127.0.0.1:6379> SET user:1 a
OK
#設置偏移量offset為0
127.0.0.1:6379> SETBIT user:1 0 1
(integer) 0
#當對應位的字符是不可打印字符，redis會以16進制形式顯示
127.0.0.1:6379> GET user:1
"\xe1"

2) GETBIT命令

用來獲取某一位上的值。示例如下：

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

當偏移量 offset 比字符串的長度大，或者當 key 不存在時，返回 0。

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

3) BITCOUNT命令

統計指定位區間上，值為 1 的個數。語法格式如下：

BITCOUNT key [start end]

示例如下：

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

通過指定的 start 和 end 參數，可以讓計數只在特定的字節上進行。start 和 end 參數和 GETRANGE 命令的參數類似，都可以使用負數，比如 -1 表示倒數第一個位， -2 表示倒數第二個位。.

4）Redis Bitop 命令

對一個或多個保存二進制位的字符串 key 進行位元操作，并將結果保存到 destkey 上

語法：operation 可以是 AND 、 OR 、 NOT 、 XOR 這四種操作中的任意一種：

• BITOP AND destkey key [key …] ，對一個或多個 key 求邏輯并，并將結果保存到 destkey 。
• BITOP OR destkey key [key …] ，對一個或多個 key 求邏輯或，并將結果保存到 - destkey 。
• BITOP XOR destkey key [key …] ，對一個或多個 key 求邏輯異或，并將結果保存到 destkey 。
• BITOP NOT destkey key ，對給定 key 求邏輯非，并將結果保存到 destkey 。

除了 NOT 操作之外，其他操作都可以接受一個或多個 key 作為輸入。

場景

統計當日活躍用戶

每日活躍統計創建一個bitmap鍵，當用戶活躍了根據用戶id的偏移量來設置
對應的位為1

用戶簽到

每個用戶創建一個位圖的鍵，以某一天為基礎，之后的天數距離這一天的天數為偏移量，
如果用戶點擊了簽到，則設置對用的偏移位為1。