第17章：Bitmap —— 亿级用户签到
本章目标
掌握 Bitmap 实现用户签到、在线状态、布隆过滤器
17.1 Bitmap 是什么
Bitmap 本质是 String 的位数组。一个 bit 存一个布尔值（0/1），极省内存。
签到场景：
用户ID=100 → 第100个bit=1（今天签到了）
用户ID=200 → 第200个bit=1
1000万用户的签到数据只占 1.25MB！17.2 基本操作
bash
# SETBIT：设置第 offset 位为 0 或 1
SETBIT sign:20240101 100 1 # 用户100签到
SETBIT sign:20240101 200 1 # 用户200签到
# GETBIT：获取第 offset 位
GETBIT sign:20240101 100 # 1（签到了）
GETBIT sign:20240101 999 # 0（没签到）
# BITCOUNT：统计 1 的数量（签到人数）
BITCOUNT sign:20240101 # 2
# BITPOS：查找第一个 1 或 0 的位置
BITPOS sign:20240101 1 # 100（第一个签到的用户）
# BITOP：位运算（AND/OR/XOR/NOT）
BITOP AND result sign:0101 sign:0102 # 连续两天都签到的用户
BITOP OR result sign:0101 sign:0102 # 任意一天签到的用户17.3 实战：用户签到
bash
# 1月1日签到
SETBIT sign:2024:01:01 100 1
SETBIT sign:2024:01:01 200 1
# 1月2日签到
SETBIT sign:2024:01:02 100 1
SETBIT sign:2024:01:02 300 1
# 统计1月1日签到人数
BITCOUNT sign:2024:01:01 # 2
# 查询用户100在1月1日是否签到
GETBIT sign:2024:01:01 100 # 1
# 1日和2日都签到的用户（连续签到）
BITOP AND continuous sign:2024:01:01 sign:2024:01:02
BITCOUNT continuous # 1（只有100）17.4 Bitmap 的优势
| 方案 | 1000万用户存储 |
|---|---|
| Set（存用户ID字符串） | ~800MB |
| MySQL（一行一条） | ~几GB |
| Bitmap（一个bit一个用户） | ~1.2MB |
常见错误
错误1：offset 过大导致内存暴增
bash
SETBIT key 999999999 1 # 1亿个bit ≈ 12MB，还好
SETBIT key 9999999999 1 # 100亿个bit ≈ 1.25GB！错误2：BITCOUNT 不带范围
bash
# 一个多月的数据全量 COUNT 可能很慢
BITCOUNT sign:2024:01 # 可能 O(N)
# 指定范围
BITCOUNT sign:2024:01 0 1000000本章小结
SETBIT/GETBIT：设位/取位BITCOUNT：统计签到人数BITOP AND/OR：连续签到/任意签到- Bitmap 适合用户ID为数字、数据密度高的场景
练习题
- 用 Bitmap 实现一个简单的签到系统（签到、查询、统计）。
- 用 BITOP 实现连续签到天数统计。
- 计算 1000 万用户的签到数据用 Bitmap 约占用多少内存。