Redis位图实现用户签到功能
点击上方蓝色“终端研发部”，选择“设为星标”
学最好的别人，做最好的我们
背景
会员积分体系，实现前端按照日历进行签到。连续签到的7天及7天的倍数额外增加积分。可以获取之前连续签到的次数（理论上没有上限）
设计思路
如果存入到数据库中数据量巨大，且充斥很多无意义数据。了解到使用Redis的位图适合于大量存储布尔型的值。对于用户签到数据，如果每条数据都用K/V的方式存储，当用户量大的时候内存开销是非常大的。而位图(BitMap)是由一组bit位组成的，每个bit位对应0和1两个状态，虽然内部还是采用String类型存储，但Redis提供了一些指令用于直接操作位图，可以把它看作是一个bit数组，数组的下标就是偏移量。它的优点是内存开销小、效率高且操作简单，很适合用于签到这类场景。
按用户每月存一条签到数据（也可以每年存一条数据）。Key的格式为u:sign:uid:yyyyMM，Value则采用长度为4个字节（32位）的位图（最大月份只有31天）。位图的每一位代表一天的签到，1表示已签，0表示未签。
例如u:sign:1000:201902表示ID=1000的用户在2019年2月的签到记录。
实现难点
使用递归去获取最大的连续签到次数，在递归到合适的值时，在从最里面的递归方法中跳出。使用抛异常的方式去返回值，在调用时使用try catch去捕获最里面递归抛出的值。
// 当代码中使用递归时碰到了想中途退出递归,但是代码继续执行的情况,抛出异常上层捕获,避免跳出递归获取的值不正确问题try {getSignCount(aid, signCount, offset, count, days);} catch (Exception e) {signCount = Integer.valueOf(e.getMessage());}
Redis的无符号数最大只能取63位，也就是一次最多只能取63天的签到数据，例如：
List list = jedis.bitfield(buildSignKey(aid, date), "GET", "u63", "0");
超出长度就会报错：ERR Invalid bitfield type. Use something like i16 u8. Note that u64 is not supported but i64 is.
递归使用上个月的拼接的key去获取上个月最大的天数，不断循环去获取最大的连续不中断的签到次数。
# 用户2月17号签到
SETBIT u:sign:1000:201902 16 1 # 偏移量是从0开始，所以要把17减1# 检查2月17号是否签到
GETBIT u:sign:1000:201902 16 # 偏移量是从0开始，所以要把17减1# 统计2月份的签到次数
BITCOUNT u:sign:1000:201902# 获取2月份前28天的签到数据
BITFIELD u:sign:1000:201902 get u28 0# 获取2月份首次签到的日期
BITPOS u:sign:1000:201902 1 # 返回的首次签到的偏移量，加上1即为当月的某一天实例代码
maven依赖
cn.hutool hutool-all 4.5.2 redis.clients jedis 3.1.0 public class JedisUtil {//Redis服务器IPprivate static String ADDR = "localhost";//Redis的端口号private static Integer PORT = 6379;//访问密码private static String AUTH = "123";//可用连接实例的最大数目，默认为8；//如果赋值为-1，则表示不限制，如果pool已经分配了maxActive个jedis实例，则此时pool的状态为exhausted(耗尽)private static Integer MAX_TOTAL = 1024;//控制一个pool最多有多少个状态为idle(空闲)的jedis实例，默认值是8private static Integer MAX_IDLE = 200;//等待可用连接的最大时间，单位是毫秒，默认值为-1，表示永不超时。//如果超过等待时间，则直接抛出JedisConnectionExceptionprivate static Integer MAX_WAIT_MILLIS = 10000;private static Integer TIMEOUT = 10000;//在borrow(用)一个jedis实例时，是否提前进行validate(验证)操作；//如果为true，则得到的jedis实例均是可用的private static Boolean TEST_ON_BORROW = true;private static JedisPool jedisPool = null;/*** 静态块，初始化Redis连接池*/static {try {JedisPoolConfig config = new JedisPoolConfig();/*注意：在高版本的jedis jar包，比如本版本2.9.0，JedisPoolConfig没有setMaxActive和setMaxWait属性了这是因为高版本中官方废弃了此方法，用以下两个属性替换。maxActive ==> maxTotalmaxWait==> maxWaitMillis*/config.setMaxTotal(MAX_TOTAL);config.setMaxIdle(MAX_IDLE);config.setMaxWaitMillis(MAX_WAIT_MILLIS);config.setTestOnBorrow(TEST_ON_BORROW);jedisPool = new JedisPool(config,ADDR,PORT,TIMEOUT,AUTH);} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}/*** 获取Jedis实例*/public synchronized static Jedis getJedis(){try {if(jedisPool != null){return jedisPool.getResource();}else{return null;}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();return null;}}public static void returnResource(final Jedis jedis){//方法参数被声明为final，表示它是只读的。if(jedis!=null){
// jedisPool.returnResource(jedis);//jedis.close()取代jedisPool.returnResource(jedis)方法将3.0版本开始jedis.close();}}
}/*** @Date: Created in 13:55 2020/2/26* @Description: 基于Redis位图的用户签到功能实现类* * * * 实现功能：* * 1. 用户签到* * 2. 检查用户是否签到* * 3. 获取当月签到次数* * 4. 获取当月连续签到次数* * 5. 获取当月首次签到日期* * 6. 获取当月签到情况*/
@Service
public class SignInServiceIml implements SignInService {private Jedis jedis = JedisUtil.getJedis();/*** 用户签到** @param aid 用户ID* @param date 日期* @return 之前的签到状态*/@Overridepublic boolean doSign(int aid, LocalDate date) {int offset = date.getDayOfMonth() - 1;return jedis.setbit(buildSignKey(aid, date), offset, true);}/*** 检查用户是否签到** @param aid 用户ID* @param date 日期* @return 当前的签到状态*/@Overridepublic boolean checkSign(int aid, LocalDate date) {int offset = date.getDayOfMonth() - 1;return jedis.getbit(buildSignKey(aid, date), offset);}/*** 获取用户当月签到次数** @param aid 用户ID* @param date 日期* @return 当月的签到次数*/@Overridepublic long getSignCount(int aid, LocalDate date) {return jedis.bitcount(buildSignKey(aid, date));}/*** 获取无限连续签到次数** @param aid 用户ID* @param date 日期* @return 无限连续签到次数*/@Overridepublic long getContinuousSignCount(int aid, LocalDate date) {int signCount = 0;String type = String.format("u%d", date.getDayOfMonth());List list = jedis.bitfield(buildSignKey(aid, date), "GET", type, "0");if (CollUtil.isNotEmpty(list)) {// 取低位连续不为0的个数即为连续签到次数，需考虑当天尚未签到的情况long v = list.get(0) == null ? 0 : list.get(0);for (int i = 0; i < date.getDayOfMonth(); i++) {if (v >> 1 << 1 == v) {// 低位为0且非当天说明连续签到中断了if (i > 0) {break;}} else {signCount += 1;}v >>= 1;}}int offset = -1;int count = 1;int daysOfMonth = getDaysOfMonth(DateUtil.offsetMonth(new Date(), offset));int days = date.getDayOfMonth() + daysOfMonth;if (signCount == date.getDayOfMonth()) {// 当代码中使用递归时碰到了想中途退出递归,但是代码继续执行的情况,抛出异常上层捕获,避免跳出递归获取的值不正确问题try {getSignCount(aid, signCount, offset, count, days);} catch (Exception e) {signCount = Integer.valueOf(e.getMessage());}}return signCount;}private int getSignCount(int aid, int signCount, int offset, int count, int days) throws Exception {// 上上个月DateTime dateTime1 = DateUtil.offsetMonth(new Date(), offset * count);// 获取上上个月的天数String lastDays = String.format("u%d", getDaysOfMonth(dateTime1));List lastList = jedis.bitfield(buildSignKey(aid, dateToLocalDate(dateTime1)), "GET", lastDays, "0");if (CollUtil.isNotEmpty(lastList)) {// 取低位连续不为0的个数即为连续签到次数，需考虑当天尚未签到的情况long v = lastList.get(0) == null ? 0 : lastList.get(0);for (int i = 0; i < getDaysOfMonth(dateTime1); i++) {if (v >> 1 << 1 == v) {// 低位为0且非当天说明连续签到中断了if (i > 0) {break;}} else {signCount += 1;}v >>= 1;}count += 1;}// 如果连续签到次数小于了当前月天数+多个整月天数，证明连续签到中断if (signCount < days) {throw new Exception(String.valueOf(signCount));}// 当前月总的天数+上个月的天数days = days + getDaysOfMonth(DateUtil.offsetMonth(new Date(), offset * (count - 1)));getSignCount(aid, signCount, offset, count, days);return signCount;}/*** 获取当月首次签到日期** @param aid 用户ID* @param date 日期* @return 首次签到日期*/@Overridepublic LocalDate getFirstSignDate(int aid, LocalDate date) {long pos = jedis.bitpos(buildSignKey(aid, date), true);return pos < 0 ? null : date.withDayOfMonth((int) (pos + 1));}/*** 获取当月签到情况** @param aid 用户ID* @param date 日期* @return Key为签到日期，Value为签到状态的Map*/@Overridepublic Map getSignInfo(int aid, LocalDate date) {Map signMap = new HashMap<>(date.getDayOfMonth());String type = String.format("u%d", date.lengthOfMonth());List list = jedis.bitfield(buildSignKey(aid, date), "GET", type, "0");if (CollUtil.isNotEmpty(list)) {// 由低位到高位，为0表示未签，为1表示已签long v = list.get(0) == null ? 0 : list.get(0);for (int i = date.lengthOfMonth(); i > 0; i--) {LocalDate d = date.withDayOfMonth(i);signMap.put(formatDate(d, "yyyy-MM-dd"), v >> 1 << 1 != v);v >>= 1;}}return signMap;}/*** 构建指定类型的Redis的key：u:sign:10000:202001*/private static String buildSignKey(int aid, LocalDate date) {return String.format("u:sign:%d:%s", aid, formatDate(date));}/*** 获取Date类型的当月的天数*/private static int getDaysOfMonth(Date date) {Calendar calendar = Calendar.getInstance();calendar.setTime(date);return calendar.getActualMaximum(Calendar.DAY_OF_MONTH);}/*** 固定202001格式*/private static String formatDate(LocalDate date) {return formatDate(date, "yyyyMM");}/*** LocalDate按照指定格式进行转换字符串*/private static String formatDate(LocalDate date, String pattern) {return date.format(DateTimeFormatter.ofPattern(pattern));}/*** Date类型转换成LocalDate*/private static LocalDate dateToLocalDate(Date date) {Instant instant = date.toInstant();ZoneId zoneId = ZoneId.systemDefault();LocalDateTime localDateTime = instant.atZone(zoneId).toLocalDateTime();return LocalDate.from(localDateTime);}public static void main(String[] args) {SignInServiceIml demo = new SignInServiceIml();LocalDate today = LocalDate.now();// todo 测试连续签到，循环添加三个月签到记录 再去查询
// DateTime dateTime1 = DateUtil.offsetDay(new Date(), -90);
// LocalDate localDate = dateToLocalDate(dateTime1);
//
// for (int i = 0; i < localDate.getDayOfMonth(); i++) {
// DateTime dateTime2 = DateUtil.offsetDay(new Date(), -i-90);
// LocalDate localDate1 = dateToLocalDate(dateTime2);
//
// boolean signed = demo.doSign(1000, localDate1);
// if (signed) {
// System.out.println("您已签到：" + formatDate(localDate1, "yyyy-MM-dd"));
// } else {
// System.out.println("签到完成：" + formatDate(localDate1, "yyyy-MM-dd"));
// }
// }{ // doSignboolean signed = demo.doSign(1000, today);if (signed) {System.out.println("您已签到：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));} else {System.out.println("签到完成：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));}}{ // checkSignboolean signed = demo.checkSign(1000, today);if (signed) {System.out.println("您已签到：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));} else {System.out.println("尚未签到：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));}}{ // getSignCountlong count = demo.getSignCount(1000, today);System.out.println("本月签到次数：" + count);}{ // getContinuousSignCountlong count = demo.getContinuousSignCount(1000, today);System.out.println("无限签到次数：" + count);}{ // getFirstSignDateLocalDate date = demo.getFirstSignDate(1000, today);System.out.println("本月首次签到：" + formatDate(date, "yyyy-MM-dd"));}{ // getSignInfoSystem.out.println("当月签到情况：");Map signInfo = new TreeMap<>(demo.getSignInfo(1000, today));for (Map.Entry entry : signInfo.entrySet()) {System.out.println(entry.getKey() + ": " + (entry.getValue() ? "√" : "-"));}}}
public interface SignInService {boolean doSign(int aid, LocalDate date);boolean checkSign(int aid, LocalDate date);long getSignCount(int aid, LocalDate date);long getContinuousSignCount(int aid, LocalDate date);LocalDate getFirstSignDate(int aid, LocalDate date);Map getSignInfo(int aid, LocalDate date);} 您已签到：2020-03-01
您已签到：2020-03-01
本月签到次数：1
无限签到次数：122
本月首次签到：2020-03-01
当月签到情况：
2020-03-01: √
2020-03-02: -
2020-03-03: -
2020-03-04: -
2020-03-05: -
2020-03-06: -
2020-03-07: -
2020-03-08: -
2020-03-09: -
2020-03-10: -
2020-03-11: -
2020-03-12: -
2020-03-13: -
2020-03-14: -
2020-03-15: -
2020-03-16: -
2020-03-17: -
2020-03-18: -
2020-03-19: -
2020-03-20: -
2020-03-21: -
2020-03-22: -
2020-03-23: -
2020-03-24: -
2020-03-25: -
2020-03-26: -
2020-03-27: -
2020-03-28: -
2020-03-29: -
2020-03-30: -
2020-03-31: -
BAT等大厂Java面试经验总结 想获取 Java大厂面试题学习资料扫下方二维码回复「BAT」就好了回复 【加群】获取github掘金交流群回复 【电子书】获取2020电子书教程回复 【C】获取全套C语言学习知识手册回复 【Java】获取java相关的视频教程和资料回复 【爬虫】获取SpringCloud相关多的学习资料回复 【Python】即可获得Python基础到进阶的学习教程回复 【idea破解】即可获得intellij idea相关的破解教程关注我gitHub掘金，每天发掘一篇好项目，学习技术不迷路！回复 【idea激活】即可获得idea的激活方式
回复 【Java】获取java相关的视频教程和资料
回复 【SpringCloud】获取SpringCloud相关多的学习资料
回复 【python】获取全套0基础Python知识手册
回复 【2020】获取2020java相关面试题教程
回复 【加群】即可加入终端研发部相关的技术交流群为什么HTTPS是安全的
因为BitMap，白白搭进去8台服务器...
《某厂内部SQL大全 》.PDF
字节跳动一面：i++ 是线程安全的吗？
大家好，欢迎加我微信，很高兴认识你！
在华为鸿蒙 OS 上尝鲜，我的第一个“hello world”，起飞！相信自己，没有做不到的，只有想不到的在这里获得的不仅仅是技术！就给个“在看”
本文来自互联网用户投稿，文章观点仅代表作者本人，不代表本站立场，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处。 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请点击【内容举报】进行投诉反馈！