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Redis中3种特殊的数据类型(BitMap、Geo和HyperLogLog)

2018年03月23日  | 移动技术网IT编程  | 我要评论

前言

reids 在 web 应用的开发中使用非常广泛,几乎所有的后端技术都会有涉及到 redis 的使用。redis 种除了常见的字符串 string、字典 hash、列表 list、集合 set、有序集合 sortedset 等等之外,还有一些不常用的数据类型,这里着重介绍三个。下面话不多说了,来一起看看详细的介绍吧。

bitmap

bitmap 就是通过一个 bit 位来表示某个元素对应的值或者状态, 其中的 key 就是对应元素本身,实际上底层也是通过对字符串的操作来实现。redis 从 2.2 版本之后新增了setbit, getbit, bitcount 等几个 bitmap 相关命令。虽然是新命令,但是本身都是对字符串的操作,我们先来看看语法:

setbit key offset value

其中 offset 必须是数字,value 只能是 0 或者 1,咋一看感觉没啥用处,我们先来看看 bitmap 的具体表示,当我们使用命令 setbit key (0,2,5,9,12) 1后,它的具体表示为:

byte bit0 bit1 bit2 bit3 bit4 bit5 bit6 bit7
byte0 1 0 1 0 0 1 0 0
byte1 0 1 0 0 1 0 0 0

可以看出 bit 的默认值是 0,那么 bitmap 在实际开发的运用呢?这里举一个例子:储存用户在线状态。这里只需要一个 key,然后把用户 id 作为 offset,如果在线就设置为 1,不在线就设置为 0。实例代码:

//设置在线状态
$redis->setbit('online', $uid, 1);

//设置离线状态
$redis->setbit('online', $uid, 0);

//获取状态
$isonline = $redis->getbit('online', $uid);

//获取在线人数
$isonline = $redis->bitcount('online');

geo

redis 的 geo 特性在 redis 3.2 版本中推出, 这个功能可以将用户给定的地理位置信息储存起来, 并对这些信息进行操作。geo 的数据结构总共有六个命令:geoadd、geopos、geodist、georadius、georadiusbymember、gethash,这里着重讲解几个。

1.geoadd

geoadd key longitude latitude member [longitude latitude member ...]

将给定的空间元素(纬度、经度、名字)添加到指定的键里面。 这些数据会以有序集合的形式被储存在键里面, 从而使得像 georadius 和 georadiusbymember 这样的命令可以在之后通过位置查询取得这些元素。例子:

redis> geoadd sicily 13.361389 38.115556 "palermo" 15.087269 37.502669 "catania"
(integer) 2

2.geopos

geopos key member [member ...]

从键里面返回所有给定位置元素的位置(经度和纬度),例子:

redis> geopos sicily palermo catania nonexisting
1) 1) "13.361389338970184"
 2) "38.115556395496299"

3.geodist

geodist key member1 member2 [unit]

返回两个给定位置之间的距离。如果两个位置之间的其中一个不存在, 那么命令返回空值。指定单位的参数 unit 必须是以下单位的其中一个:(默认为m)

m   表示单位为米。
km  表示单位为千米。
mi  表示单位为英里。
ft  表示单位为英尺。

redis> geodist sicily palermo catania
"166274.15156960039"

4.georadius

georadius key longitude latitude radius m|km|ft|mi [withcoord] [withdist] [withhash] [asc|desc] [count count]

以给定的经纬度为中心, 返回键包含的位置元素当中, 与中心的距离不超过给定最大距离的所有位置元素。距离单位和上面的一致,其中后面的选项:

withdist: 在返回位置元素的同时, 将位置元素与中心之间的距离也一并返回。距离的单位和用户给定的范围单位保持一致。
withcoord: 将位置元素的经度和维度也一并返回。
withhash: 以 52 位有符号整数的形式, 返回位置元素经过原始 geohash 编码的有序集合分值。这个选项主要用于底层应用或者调试, 实际中的作用并不大。

redis> georadius sicily 15 37 200 km withdist
1) 1) "palermo"
 2) "190.4424"
2) 1) "catania"
 2) "56.4413"

hyperloglog

redis 的基数统计,这个结构可以非常省内存的去统计各种计数,比如注册 ip 数、每日访问 ip 数、页面实时uv)、在线用户数等。但是它也有局限性,就是只能统计数量,而没办法去知道具体的内容是什么。

当然用集合也可以解决这个问题。但是一个大型的网站,每天 ip 比如有 100 万,粗算一个 ip 消耗 15 字节,那么 100 万个 ip 就是 15m。而 hyperloglog 在 redis 中每个键占用的内容都是 12k,理论存储近似接近 2^64 个值,不管存储的内容是什么,它一个基于基数估算的算法,只能比较准确的估算出基数,可以使用少量固定的内存去存储并识别集合中的唯一元素。而且这个估算的基数并不一定准确,是一个带有 0.81% 标准错误的近似值。

这个数据结构的命令有三个:pfadd、pfcount、pfmerge

1.pfadd

redis> pfadd databases "redis" "mongodb" "mysql"
(integer) 1

redis> pfadd databases "redis"  # redis 已经存在,不必对估计数量进行更新
(integer) 0

2.pfcount

redis> pfcount databases
(integer) 3

3.pfmerge

pfmerge destkey sourcekey [sourcekey ...]

将多个 hyperloglog 合并为一个 hyperloglog, 合并后的 hyperloglog 的基数接近于所有输入 hyperloglog 的可见集合的并集。合并得出的 hyperloglog 会被储存在 destkey 键里面, 如果该键并不存在,那么命令在执行之前, 会先为该键创建一个空的 hyperloglog 。

redis> pfadd nosql "redis" "mongodb" "memcached"
(integer) 1
redis> pfadd rdbms "mysql" "mssql" "postgresql"
(integer) 1
redis> pfmerge databases nosql rdbms
ok
redis> pfcount databases
(integer) 6

总结

以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对移动技术网的支持。

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