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title: Redis 3 种特殊数据结构详解
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category: 数据库
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- Redis
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## Bitmap
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### 介绍
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Bitmap 存储的是连续的二进制数字（0 和 1），通过 Bitmap, 只需要一个 bit 位来表示某个元素对应的值或者状态，key 就是对应元素本身 。我们知道 8 个 bit 可以组成一个 byte，所以 Bitmap 本身会极大的节省储存空间。
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你可以将 Bitmap 看作是一个存储二进制数字（0 和 1）的数组，数组中每个元素的下标叫做 offset（偏移量）。
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### 常用命令
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| 命令 | 介绍 |
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| ------------------------------------- | ------------------------------------------------------------ |
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| SETBIT key offset value | 设置指定 offset 位置的值 |
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| GETBIT key offset | 获取指定 offset 位置的值 |
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| BITCOUNT key start end | 获取 start 和 end 之前值为 1 的元素个数 |
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| BITOP operation destkey key1 key2 ... | 对一个或多个 Bitmap 进行运算，可用运算符有AND, OR, XOR以及NOT |
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```bash
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# SETBIT 会返回之前位的值（默认是 0）这里会生成 7 个位
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> SETBIT mykey 7 1
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(integer) 0
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> SETBIT mykey 7 0
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(integer) 1
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> GETBIT mykey 7
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(integer) 0
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> SETBIT mykey 6 1
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(integer) 0
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> SETBIT mykey 8 1
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(integer) 0
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# 通过 bitcount 统计被被设置为 1 的位的数量。
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> BITCOUNT mykey
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(integer) 2
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```
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### 应用场景
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**需要保存状态信息（0/1即可表示）的场景**
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- 举例 ：用户签到情况、活跃用户情况、用户行为统计（比如是否点赞过某个视频）。
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- 相关命令 ：`SETBIT`、`GETBIT`、`BITCOUNT`、`BITOP`。
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## HyperLogLog
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### 介绍
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`HyperLogLog` 是一种有名的基数计数概率算法 ，并不是 Redis 特有的，Redis 只是实现了这个算法并提供了一些开箱即用的 API。
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Redis 提供的 `HyperLogLog` 占用空间非常非常小，只需要 12k 的空间就能存储接近`2^64`个不同元素。这是真的厉害，这就是数学的魅力么！并且，Redis 对 HyperLogLog 的存储结构做了优化，采用两种方式计数：
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- **稀疏矩阵** ：计数较少的时候，占用空间很小。
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- **稠密矩阵** ：计数达到某个阈值的时候，占用 12k 的空间。
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不过， `HyperLogLog` 的计数结果并不是一个精确值，存在一定的误差（标准误差为 `0.81%` 。），这是由于它本质上是用概率算法导致的。
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`HyperLogLog` 的使用非常简单，但原理非常复杂。`HyperLogLog` 的原理以及在 Redis 中的实现可以看这篇文章：[HyperLogLog 算法的原理讲解以及 Redis 是如何应用它的](https://juejin.cn/post/6844903785744056333) 。
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再推荐一个可以帮助理解HyperLogLog原理的工具：[Sketch of the Day: HyperLogLog — Cornerstone of a Big Data Infrastructure](http://content.research.neustar.biz/blog/hll.html) 。
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### 常用命令
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### 应用场景
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## Geospatial index
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地理空间数据管理。
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## Stream
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## 参考
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