1、什么是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。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。

2、Bitmap在Redis中的基本含义

我们先来看一个简单的Redis对于setbit命令的解释说明

这个offset所指的偏移量是二进制位的偏移量，而不是字节索引的偏移量

我们知道一个字节占用8位，所以Redis面向字节的索引1应当对应于面向二进制的索引0~7，面向字节的索引2应当对应于面向二进制的索引8~15，以此类推。字节在内存中是一个一个割裂开来的，但是二进制不是，二进制就是一长串的连续。

举个例子，我们执行一个基础的Bitmap命令：setbit k1 1 1

当执行setbit k1 1 1这个命令的时候，k1是key的名字这个不用多说，第一个1指的是二进制中从左向右偏移1位，第二个1指的是值设为1，也就是创建了01000000这个值。那么，k1用strlen获取的长度是多少？值又是什么？

首先我们要知道，strlen获取的是字节长度，刚刚已经说了，在内存中创建了01000000这个值，正如上文所说，面向字节的索引1应当对应于面向二进制的索引0~7，offset偏移量1在0~7范围内，所以01000000只操纵了一个字节，所以strlen获取的长度是1。假设执行setbit k2 10 1，那么就是创建了 00000000 00100000这个值，此时就需要两个字节来存储，那么strlen k2就是2了。

而获取k1值的时候，get k1的时候，会将01000000转为十进制，也就是64，对应ASCII码中的“@”（Redis默认按照ASCII码表解码），所以get k1的值就是@。

同样的，我们再来看 setbit k1 7 1，请问这个时候k1用strlen获取的长度是多少？值又是什么？

没错，k1的长度还是1个字节，因为7代表的是第8个二进制位（从0开始），还没超过1个字节，所以不用开辟新的字节，所以strlen长度还是1个字节。而get出来的数值就是将01000001转换为十进制65，对应的ASCII码值就是A。

我们现在把offset的偏移量设大一点，比如setbit k1 9 1，请问这个时候k1用strlen获取的长度是多少？值又是什么？

没错，此时k1的长度就是2个字节了，因为9已经超过了1个字节的长度了。那么k1的值是多少？是A@。因为Redis在读取值的时候是按照一个字节一个字节读取出来的，setbit k1 9 1，得到了这么两个二进制数：01000001 01000000，那么相应读取出来的就是两个字节的值。

2.1补充一些编码集的小常识

字符集标准的是ASCII字符集，其他的一般都叫扩展字符集。什么叫扩展？就是其他字符集不再对ASCII重编码，而是复用。ASCII有个规律，就是必须以0开始：0xxxxxxxxx……那么在字节流读取的时候，肯定是每个字节判断，只要这个字节是0开头，直接去和ASCII码进行比对就好。但是一旦不是0开头，比如UTF-8里面，3个1,1个0的话，那么除了这个字节，还要再读出2个字节，一共用3个字节来表示。把它的前端码替换掉之后，再用剩余的二进制位拼成一个数值，去客户端的字符集中比对显示。

3、Bitmap的基本使用

搞清楚了Bitmap在Redis中的含义以后，以及初步了解了setbit的基本用法之后，我们再来看几个常用的关于Bitmap命令。

3.1、bitpos

根据Reids的说明，用来寻找二进制位的地址，我们再用刚刚上面的k1来做演示。

bitpos k1 1 0 0，意思就是在1~1个字节间查询1的位置，k1的二进制值是：01000001 01000000，也就是在01000001里面查询1的位置，返回1（从0开始，1表示是第2位）。

那如果我查第二个字节里面的偏移量呢？bitpos k1 1 1 1，此时返回的应该是多少？还是1吗？不是，是9。虽然查询的时候范围1 1指的是查询第二个字节里面1的位置，但是返回的时候却是按照整个二进制从左往右的位置，所以第2个字节中的1在整个二进制位中是第10个位置。

那如果我在1、2两个字节里面去找呢？这时返回的还是1，因为找的是第一次出现的位置。

3.2、bitcount

根据Reids的说明，用来统计1在范围区间内出现了几次，我们再用刚刚上面的k1来做演示。

在1、2两个字节中，统计1出现的次数，很简单，在01000001 01000000中，1共出现了3次。

3.3、bitop

根据Reids的说明，用来将多个Key的值进行二进制位的与或非操作，得到的值存入目标Key中。

先准备一些演示数据：设置k1为A（01000001），设置k2为B（01000010）。

先做“与”运算（有0则0，全1为1），看看是什么：bitop and andKey k1 k2，意思是将k1的值和k2的值进行按位与操作，结果存入andKey中，那么get andKey中的值是多少？是@。

再做“或”运算（有1则1，全0为0），看看是什么：bitop or orKey k1 k2，意思是将k1的值和k2的值进行按位或操作，结果存入orKey中，那么get orKey中的值是多少？没错，就是C。

4、Bitmap实际案例

我相信有些朋友或许是第一次听说过Redis中的Bitmap，完全不明白这个Bitmap到底有什么用？其实这个Bitmap用处可大了，因为这是最底层的二进制直接计算，效率极快。我们可以通过几个例子来看看Bitmap的实际应用。

4.1、假设在一家电商公司里面，有这么个需求：要求统计某个时间段内用户的登录天数，怎么处理？

按照传统的设计思路，我们可以用MySQL来记录用户的登录，用户的每次登录都将在MySQL表中产生一行记录。但是MySQL是关系型数据库，表与表之间必然存在主外键的关联，这个关联的ID就得占用好几个字节了，姑且算4个字节吧，还有日期再占用4个字节吧，那一笔登录至少就得占用8个字节（还没算其他的记录信息，先暂且忽略吧）。那么对于体量超大的公司，用户可能天天登录，存储和查询的成本就非常高。如何优化？上大数据？没必要吧，Redis足矣。

首先在这个需求里面，有两个固定的数值：

① 一年有365/366天，我给你个整数，我当你有400天，够大方了吧。如果每天对应一个二进制位，从左向右，第1个二进制位代表第1天，第2个二进制位代表第2天……一年也就占用400个不到的二进制位，还用不到50个字节就可以记录用户全年每天的登录状态。

按照上图所示，feenix这个用户就在第1天，第3天，第360天登录。

也就占用45个字节。

现在我要知道feenix这个用户最后两周有没有登录，怎么查？

-2和-1是Redis的字节索引，Redis面向字节有正索引和负索引，正索引从0开始，负索引从-1开始。图中-2 -1指的就是最后的两个字节，1个字节8位，也就是查询了一年中最后的16天用户的登录次数。

4.2、还是刚刚那家电商公司里面，又来了这么个需求：在双十一活动这天，只要用户登录就送礼物（假设有2亿用户），那么仓库里面该准备多少个礼物？

其实在电商的用户一般分为僵尸用户、冷热用户和忠诚用户，所以在这2亿用户里面，关键在于活跃用户的统计，怎么统计？假设以天为单位，不管用户登录了多少次，就算活跃了1次，所以每天对于用户的登录都需要去重。

回到Redis中的Bitmap，再上一个需求中，Key是用户，Value标记是否登录。在这个需求中，将Key和Value颠倒一下，Key是日期，Value是用户，就可以记录每天有多少用户登录。Value怎么做用户，Value不是只能标记0和1吗？可以这么想，可以建立一张映射表，将所有的用户一字排开，分别映射到每一个二进制位上。