Redis实现用户签到的示例代码
作者:雪顶猫的鳄
一、BitMap功能演示
我们针对签到功能完全可以通过mysql来完成,比如说以下这张表
用户一次签到,就是一条记录,假如有1000万用户,平均每人每年签到次数为10次,则这张表一年的数据量为 1亿条
每签到一次需要使用(8 + 8 + 1 + 1 + 3 + 1)共22 字节的内存,一个月则最多需要600多字节
我们如何能够简化一点呢?其实可以考虑小时候一个挺常见的方案,就是小时候,咱们准备一张小小的卡片,你只要签到就打上一个勾,我最后判断你是否签到,其实只需要到小卡片上看一看就知道了
我们可以采用类似这样的方案来实现我们的签到需求。
我们按月来统计用户签到信息,签到记录为1,未签到则记录为0.
把每一个bit位对应当月的每一天,形成了映射关系。用0和1标示业务状态,这种思路就称为位图(BitMap)。这样我们就用极小的空间,来实现了大量数据的表示
Redis中是利用string类型数据结构实现BitMap,因此最大上限是512M,转换为bit则是 2^32个bit位。
BitMap的操作命令有:
- SETBIT:向指定位置(offset)存入一个0或1
- GETBIT :获取指定位置(offset)的bit值
- BITCOUNT :统计BitMap中值为1的bit位的数量
- BITFIELD :操作(查询、修改、自增)BitMap中bit数组中的指定位置(offset)的值
- BITFIELD_RO :获取BitMap中bit数组,并以十进制形式返回
- BITOP :将多个BitMap的结果做位运算(与 、或、异或)
- BITPOS :查找bit数组中指定范围内第一个0或1出现的位置
二、实现签到功能
需求:实现签到接口,将当前用户当天签到信息保存到Redis中
思路:我们可以把年和月作为bitMap的key,然后保存到一个bitMap中,每次签到就到对应的位上把数字从0变成1,只要对应是1,就表明说明这一天已经签到了,反之则没有签到。
我们通过接口文档发现,此接口并没有传递任何的参数,没有参数怎么确实是哪一天签到呢?这个很容易,可以通过后台代码直接获取即可,然后到对应的地址上去修改bitMap。
代码UserController
@PostMapping("/sign") public Result sign(){ return userService.sign(); }
UserServiceImpl
@Override public Result sign() { // 1.获取当前登录用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 2.获取日期 LocalDateTime now = LocalDateTime.now(); // 3.拼接key String keySuffix = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern(":yyyyMM")); String key = USER_SIGN_KEY + userId + keySuffix; // 4.获取今天是本月的第几天 int dayOfMonth = now.getDayOfMonth(); // 5.写入Redis SETBIT key offset 1 stringRedisTemplate.opsForValue().setBit(key, dayOfMonth - 1, true); return Result.ok(); }
三、签到统计
问题1: 什么叫做连续签到天数?
从最后一次签到开始向前统计,直到遇到第一次未签到为止,计算总的签到次数,就是连续签到天数。
Java逻辑代码:获得当前这个月的最后一次签到数据,定义一个计数器,然后不停的向前统计,直到获得第一个非0的数字即可,每得到一个非0的数字计数器+1,直到遍历完所有的数据,就可以获得当前月的签到总天数了
问题2: 如何得到本月到今天为止的所有签到数据?
BITFIELD key GET u[dayOfMonth] 0
假设今天是10号,那么我们就可以从当前月的第一天开始,获得到当前这一天的位数,是10号,那么就是10位,去拿这段时间的数据,就能拿到所有的数据了,那么这10天里边签到了多少次呢?统计有多少个1即可。
问题3: 如何从后向前遍历每个bit位?
注意:bitMap返回的数据是10进制,哪假如说返回一个数字8,那么我哪儿知道到底哪些是0,哪些是1呢?我们只需要让得到的10进制数字和1做与运算就可以了,因为1只有遇见1 才是1,其他数字都是0 ,我们把签到结果和1进行与操作,每与一次,就把签到结果向右移动一位,依次内推,我们就能完成逐个遍历的效果了。
需求:实现下面接口,统计当前用户截止当前时间在本月的连续签到天数
有用户有时间我们就可以组织出对应的key,此时就能找到这个用户截止这天的所有签到记录,再根据这套算法,就能统计出来他连续签到的次数了
代码UserController
@GetMapping("/sign/count") public Result signCount(){ return userService.signCount(); }
UserServiceImpl
@Override public Result signCount() { // 1.获取当前登录用户 Long userId = UserHolder.getUser().getId(); // 2.获取日期 LocalDateTime now = LocalDateTime.now(); // 3.拼接key String keySuffix = now.format(DateTimeFormatter.ofPattern(":yyyyMM")); String key = USER_SIGN_KEY + userId + keySuffix; // 4.获取今天是本月的第几天 int dayOfMonth = now.getDayOfMonth(); // 5.获取本月截止今天为止的所有的签到记录,返回的是一个十进制的数字 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()) { // 没有任何签到结果 return Result.ok(0); } Long num = result.get(0); if (num == null || num == 0) { return Result.ok(0); } // 6.循环遍历 int count = 0; while (true) { // 6.1.让这个数字与1做与运算,得到数字的最后一个bit位 // 判断这个bit位是否为0 if ((num & 1) == 0) { // 如果为0,说明未签到,结束 break; }else { // 如果不为0,说明已签到,计数器+1 count++; } // 把数字右移一位,抛弃最后一个bit位,继续下一个bit位 num >>>= 1; } return Result.ok(count); }
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