使用者一天有沒有簽到隻有兩種狀态：是和否（1，0）。一個月最多31天，4個byte32位剛好能容納一個月的資料量，每一位0和1分别表示是否簽到。是以使用4個byte就能表示一個人一個月的簽到狀态
場景需求
适用場景如簽到送積分、簽到領取獎勵等，大緻需求如下：
- 簽到1天送1積分，連續簽到2天送2積分，3天送3積分，3天以上均送3積分等。
- 如果連續簽到中斷，則重置計數，每月初重置計數。
- 當月簽到滿3天領取獎勵1，滿5天領取獎勵2，滿7天領取獎勵3……等等。
- 顯示使用者某個月的簽到次數和首次簽到時間。
- 在月曆控件上展示使用者每月簽到情況，可以切換年月顯示……等等。
設計思路
對于使用者簽到資料，如果每條資料都用K/V的方式存儲，當使用者量大的時候記憶體開銷是非常大的。而位圖(BitMap)是由一組bit位組成的，每個bit位對應0和1兩個狀态，雖然内部還是采用String類型存儲，但Redis提供了一些指令用于直接操作位圖，可以把它看作是一個bit數組，數組的下标就是偏移量。它的優點是記憶體開銷小、效率高且操作簡單，很适合用于簽到這類場景。
Redis提供了以下幾個指令用于操作位圖：
- SETBIT
- GETBIT
- BITCOUNT
- BITPOS
- BITOP
- BITFIELD
考慮到每月初需要重置連續簽到次數，最簡單的方式是按使用者每月存一條簽到資料（也可以每年存一條資料）。Key的格式為
u:sign:uid:yyyyMM
，Value則采用長度為4個位元組（32位）的位圖（最大月份隻有31天）。位圖的每一位代表一天的簽到，1表示已簽，0表示未簽。
例如
u:sign:1000:201902
表示ID=1000的使用者在2019年2月的簽到記錄。
# 使用者2月17号簽到
SETBIT u:sign:1000:201902 16 1 # 偏移量是從0開始，是以要把17減1
# 檢查2月17号是否簽到
GETBIT u:sign:1000:201902 16 # 偏移量是從0開始，是以要把17減1
# 統計2月份的簽到次數
BITCOUNT u:sign:1000:201902
# 擷取2月份前28天的簽到資料
BITFIELD u:sign:1000:201902 get u28 0
# 擷取2月份首次簽到的日期
BITPOS u:sign:1000:201902 1 # 傳回的首次簽到的偏移量，加上1即為當月的某一天
示例代碼
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.time.LocalDate;
import java.time.format.DateTimeFormatter;
import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;
import java.util.TreeMap;
/**
* 基于Redis位圖的使用者簽到功能實作類
* <p>
* 實作功能：
* 1. 使用者簽到
* 2. 檢查使用者是否簽到
* 3. 擷取當月簽到次數
* 4. 擷取當月連續簽到次數
* 5. 擷取當月首次簽到日期
* 6. 擷取當月簽到情況
*/
public class UserSignDemo {
private Jedis jedis = new Jedis();
/**
* 使用者簽到
*
* @param uid 使用者ID
* @param date 日期
* @return 之前的簽到狀态
*/
public boolean doSign(int uid, LocalDate date) {
int offset = date.getDayOfMonth() - 1;
return jedis.setbit(buildSignKey(uid, date), offset, true);
}
/**
* 檢查使用者是否簽到
*
* @param uid 使用者ID
* @param date 日期
* @return 目前的簽到狀态
*/
public boolean checkSign(int uid, LocalDate date) {
int offset = date.getDayOfMonth() - 1;
return jedis.getbit(buildSignKey(uid, date), offset);
}
/**
* 擷取使用者簽到次數
*
* @param uid 使用者ID
* @param date 日期
* @return 目前的簽到次數
*/
public long getSignCount(int uid, LocalDate date) {
return jedis.bitcount(buildSignKey(uid, date));
}
/**
* 擷取當月連續簽到次數
*
* @param uid 使用者ID
* @param date 日期
* @return 當月連續簽到次數
*/
public long getContinuousSignCount(int uid, LocalDate date) {
int signCount = 0;
String type = String.format("u%d", date.getDayOfMonth());
List<Long> list = jedis.bitfield(buildSignKey(uid, date), "GET", type, "0");
if (list != null && list.size() > 0) {
// 取低位連續不為0的個數即為連續簽到次數，需考慮當天尚未簽到的情況
long v = list.get(0) == null ? 0 : list.get(0);
for (int i = 0; i < date.getDayOfMonth(); i++) {
if (v >> 1 << 1 == v) {
// 低位為0且非當天說明連續簽到中斷了
if (i > 0) break;
} else {
signCount += 1;
}
v >>= 1;
}
}
return signCount;
}
/**
* 擷取當月首次簽到日期
*
* @param uid 使用者ID
* @param date 日期
* @return 首次簽到日期
*/
public LocalDate getFirstSignDate(int uid, LocalDate date) {
long pos = jedis.bitpos(buildSignKey(uid, date), true);
return pos < 0 ? null : date.withDayOfMonth((int) (pos + 1));
}
/**
* 擷取當月簽到情況
*
* @param uid 使用者ID
* @param date 日期
* @return Key為簽到日期，Value為簽到狀态的Map
*/
public Map<String, Boolean> getSignInfo(int uid, LocalDate date) {
Map<String, Boolean> signMap = new HashMap<>(date.getDayOfMonth());
String type = String.format("u%d", date.lengthOfMonth());
List<Long> list = jedis.bitfield(buildSignKey(uid, date), "GET", type, "0");
if (list != null && list.size() > 0) {
// 由低位到高位，為0表示未簽，為1表示已簽
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;
}
private static String formatDate(LocalDate date) {
return formatDate(date, "yyyyMM");
}
private static String formatDate(LocalDate date, String pattern) {
return date.format(DateTimeFormatter.ofPattern(pattern));
}
private static String buildSignKey(int uid, LocalDate date) {
return String.format("u:sign:%d:%s", uid, formatDate(date));
}
public static void main(String[] args) {
UserSignDemo demo = new UserSignDemo();
LocalDate today = LocalDate.now();
{ // doSign
boolean signed = demo.doSign(1000, today);
if (signed) {
System.out.println("您已簽到：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));
} else {
System.out.println("簽到完成：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));
}
}
{ // checkSign
boolean signed = demo.checkSign(1000, today);
if (signed) {
System.out.println("您已簽到：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));
} else {
System.out.println("尚未簽到：" + formatDate(today, "yyyy-MM-dd"));
}
}
{ // getSignCount
long count = demo.getSignCount(1000, today);
System.out.println("本月簽到次數：" + count);
}
{ // getContinuousSignCount
long count = demo.getContinuousSignCount(1000, today);
System.out.println("連續簽到次數：" + count);
}
{ // getFirstSignDate
LocalDate date = demo.getFirstSignDate(1000, today);
System.out.println("本月首次簽到：" + formatDate(date, "yyyy-MM-dd"));
}
{ // getSignInfo
System.out.println("當月簽到情況：");
Map<String, Boolean> signInfo = new TreeMap<>(demo.getSignInfo(1000, today));
for (Map.Entry<String, Boolean> entry : signInfo.entrySet()) {
System.out.println(entry.getKey() + ": " + (entry.getValue() ? "√" : "-"));
}
}
}
}
運作結果
您已簽到：2019-02-18
您已簽到：2019-02-18
本月簽到次數：11
連續簽到次數：8
本月首次簽到：2019-02-02
當月簽到情況：
2019-02-01: -
2019-02-02: √
2019-02-03: √
2019-02-04: -
2019-02-05: -
2019-02-06: √
2019-02-07: -
2019-02-08: -
2019-02-09: -
2019-02-10: -
2019-02-11: √
2019-02-12: √
2019-02-13: √
2019-02-14: √
2019-02-15: √
2019-02-16: √
2019-02-17: √
2019-02-18: √
2019-02-19: -
2019-02-20: -
2019-02-21: -
2019-02-22: -
2019-02-23: -
2019-02-24: -
2019-02-25: -
2019-02-26: -
2019-02-27: -
2019-02-28: -
![Java小案例——随機數猜測随機數猜測[圖]](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACwAAAAAAQABAAACAkQBADs=)