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SpringBoot+Redis Bitmap實現(xiàn)活躍用戶統(tǒng)計

更新時間：2023年11月17日 10:40:25 作者：myprince003

Redis的Bitmap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種緊湊的位圖,它可以用于實現(xiàn)各種場景,其中統(tǒng)計活躍用戶是一種經(jīng)典的業(yè)務(wù)場景,下面我們就來學(xué)習(xí)一下SpringBoot如何利用Redis中的Bitmap實現(xiàn)活躍用戶統(tǒng)計吧

前言

Redis的Bitmap數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是一種緊湊的位圖，它可以用于實現(xiàn)各種場景，其中統(tǒng)計活躍用戶是一種經(jīng)典的業(yè)務(wù)場景。

實現(xiàn)原理是，通過將每個用戶表示為一個位，從而跟蹤用戶的活躍狀態(tài)，使用位圖記錄用戶每天是否登錄，并計算月度或年度活躍用戶數(shù)。

案例代碼

以下是一個小例子，可以看到，使用SpringDataRedis，可以很輕松的實現(xiàn)BitMap的操作。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.stereotype.Service;

import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.BitSet;

@Service
public class UserLoginService {

    // 用戶登錄記錄的鍵前綴
    private static final String LOGIN_KEY_PREFIX = "login:"; 
    // 月份格式化器
    private static final DateTimeFormatter MONTH_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyyMM"); 
    // 年份格式化器
    private static final DateTimeFormatter YEAR_FORMATTER = DateTimeFormatter.ofPattern("yyyy"); 

    @Autowired
    private RedisTemplate<String, Object> redisTemplate;

    /**
     * 記錄用戶登錄
     *
     * @param userId 用戶ID
     */
    public void recordLogin(String userId) {

        // 獲取存儲當(dāng)天用戶登錄信息的鍵
        String loginKey = getLoginKey(); 
        // 計算位圖偏移量，對應(yīng)用戶ID的哈希碼
        int bitOffset = getUserIdHashCode(userId); 
        // 將用戶ID對應(yīng)的位設(shè)置為1，表示用戶登錄
        redisTemplate.opsForValue().setBit(loginKey, bitOffset, true); 
    }

    /**
     * 獲取月度活躍用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)
     *
     * @return 月度活躍用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)
     */
    public BitSet getMonthlyActiveUsers() {

        // 獲取存儲月度活躍用戶信息的鍵
        String monthlyKey = getMonthlyKey(); 
        // 從Redis中獲取位圖數(shù)據(jù)
        return retrieveBitSet(monthlyKey); 
    }

    /**
     * 獲取年度活躍用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)
     *
     * @return 年度活躍用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)
     */
    public BitSet getYearlyActiveUsers() {

        // 獲取存儲年度活躍用戶信息的鍵
        String yearlyKey = getYearlyKey(); 
        // 從Redis中獲取位圖數(shù)據(jù)
        return retrieveBitSet(yearlyKey); 
    }

    /**
     * 獲取存儲當(dāng)天用戶登錄信息的鍵
     */
    private String getLoginKey() {

        LocalDate today = LocalDate.now();
        String dateKey = today.format(DateTimeFormatter.ISO_DATE);
        return LOGIN_KEY_PREFIX + dateKey;
    }

    /**
     * 計算用戶ID的哈希碼，保證非負(fù)數(shù)并適應(yīng)位圖長度
     */
    private int getUserIdHashCode(String userId) {

        int hashCode = userId.hashCode();
        // 1073741823是Redis位圖最大支持長度(2^30-1)，可根據(jù)實際需求調(diào)整
        return Math.abs(hashCode % 1073741823); 
    }

    /**
     * 獲取存儲月度活躍用戶信息的鍵
     */
    private String getMonthlyKey() {

        LocalDate today = LocalDate.now();
        String monthKey = today.format(MONTH_FORMATTER);
        return LOGIN_KEY_PREFIX + "monthly:" + monthKey;
    }

    /**
     * 獲取存儲年度活躍用戶信息的鍵
     */
    private String getYearlyKey() {

        LocalDate today = LocalDate.now();
        String yearKey = today.format(YEAR_FORMATTER);
        return LOGIN_KEY_PREFIX + "yearly:" + yearKey;
    }

    /**
     * 從Redis中獲取位圖數(shù)據(jù)
     */
    private BitSet retrieveBitSet(String key) {

        // 獲取存儲在Redis中的位圖數(shù)據(jù)
        byte[] bytes = (byte[]) redisTemplate.opsForValue().get(key); 
        if (bytes != null) {
            // 將字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換為BitSet
            return BitSet.valueOf(bytes); 
        } else {
            // 若不存在，則返回空的BitSet
            return new BitSet(); 
        }
    }
}

其中有幾個地方解釋一下：

1、recordLogin方法用于記錄用戶登錄情況。每天的登錄情況被保存在以"login:日期"為鍵的位圖中，用戶的登錄狀態(tài)由位圖中對應(yīng)的位表示；

2、countMonthlyActiveUsers方法用于計算月度活躍用戶數(shù)量。每個月的活躍用戶數(shù)保存在以"login:monthly:年月"為鍵的位圖中，通過Redis的bitCount方法統(tǒng)計位圖中置為1的位數(shù)，即月度活躍用戶數(shù)；

3、ountYearlyActiveUsers方法用于計算年度活躍用戶數(shù)量，原理同上，只是統(tǒng)計的鍵變?yōu)?quot;login:yearly:年份"；

4、getLoginKey、getUserIdHashCode、getMonthlyKey和getYearlyKey是輔助方法，負(fù)責(zé)生成對應(yīng)的Redis鍵或計算用戶ID的哈希碼。

轉(zhuǎn)換

上面的例子最終返回的是BitSet對象，通過這個對象我們經(jīng)過轉(zhuǎn)換后可以獲取到許多經(jīng)典的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這里列舉一些經(jīng)典常用的統(tǒng)計結(jié)果示例。

大家可以根據(jù)這里面列舉的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，針對上面的代碼進(jìn)行替換，得到自己想要的結(jié)果。

import java.util.BitSet;

// 獲取月度活躍用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)
BitSet monthlyActiveUsers = userLoginService.getMonthlyActiveUsers();

// 獲取年度活躍用戶統(tǒng)計數(shù)據(jù)
BitSet yearlyActiveUsers = userLoginService.getYearlyActiveUsers();

// 統(tǒng)計月度活躍用戶數(shù)量
int monthlyActiveUserCount = monthlyActiveUsers.cardinality();

// 統(tǒng)計年度活躍用戶數(shù)量
int yearlyActiveUserCount = yearlyActiveUsers.cardinality();

// 判斷某個用戶是否為月度活躍用戶
String userId = "user123";
boolean isMonthlyActiveUser = monthlyActiveUsers.get(userLoginService.getUserIdHashCode(userId));

// 判斷某個用戶是否為年度活躍用戶
boolean isYearlyActiveUser = yearlyActiveUsers.get(userLoginService.getUserIdHashCode(userId));

// 輸出統(tǒng)計結(jié)果
System.out.println("月度活躍用戶數(shù)量: " + monthlyActiveUserCount);
System.out.println("年度活躍用戶數(shù)量: " + yearlyActiveUserCount);
System.out.println("用戶user123是否為月度活躍用戶: " + isMonthlyActiveUser);
System.out.println("用戶user123是否為年度活躍用戶: " + isYearlyActiveUser);