Redis的3个高级数据结构 _Redis

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平常我们我接触最多的是5个入门级数据结构：String，Hash，List，Set，Sorted Set 。本文介绍3个高级数据结构：Bitmaps，Hyperloglogs，GEO 。
Bitmapsbitmaps不是一个真实的数据结构。而是String类型上的一组面向bit操作的集合。由于strings是二进制安全的blob，并且它们的最大长度是512m，所以bitmaps能最大设置2^32个不同的bit 。
bit操作被分为两组：

恒定时间的单个bit操作，例如把某个bit设置为0或者1 。或者获取某bit的值。
对一组bit的操作。例如给定范围内bit统计（例如人口统计）。

Bitmaps的最大优点就是存储信息时可以节省大量的空间。例如在一个系统中，不同的用户被一个增长的用户ID表示。40亿（2^32=4*1024*1024*1024≈40亿）用户只需要512M内存就能记住某种信息，例如用户是否登录过。
Bits设置和获取通过SETBIT 和GETBIT 命令，用法如下：
SETBIT key offset valueGETBIT key offset使用实例：
127.0.0.1:6380> setbit dupcheck 10 1(integer) 0127.0.0.1:6380> getbit dupcheck 10 (integer) 1【Redis的3个高级数据结构】SETBIT命令第一个参数是位编号，第二个参数是这个位的值，只能是0或者1 。如果bit地址超过当前string长度，会自动增大string 。

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GETBIT命令指示返回指定位置bit的值。超过范围（寻址地址在目标key的string长度以外的位）的GETBIT总是返回0 。三个操作bits组的命令如下：

BITOP 执行两个不同string的位操作.，包括AND，OR，XOR和NOT.
BITCOUNT 统计位的值为1的数量。
BITPOS 寻址第一个为0或者1的bit的位置（寻址第一个为1的bit的位置：bitpos dupcheck 1；寻址第一个为0的bit的位置：bitpos dupcheck 0）.

bitmaps一般的使用场景：

各种实时分析.
存储与对象ID关联的节省空间并且高性能的布尔信息.

例如，想象一下你想知道访问你的网站的用户的最长连续时间。你开始计算从0开始的天数，就是你的网站公开的那天，每次用户访问网站时通过SETBIT命令设置bit为1，可以简单的用当前时间减去初始时间并除以3600*24（结果就是你的网站公开的第几天）当做这个bit的位置。
这种方法对于每个用户，都有存储每天的访问信息的一个很小的string字符串。通过BITCOUN就能轻易统计某个用户连续访问网站的天数。另外通过调用BITPOS命令，或者客户端获取并分析这个bitmap，就能计算出最长停留时间。
HyperLogLogsHyperLogLog是用于计算唯一事物的概率数据结构（从技术上讲，这被称为估计集合的基数）。如果统计唯一项，项目越多，需要的内存就越多。因为需要记住过去已经看过的项，从而避免多次统计这些项。
然而，有一组算法可以交换内存以获得精确度：在redis的实现中，您使用标准错误小于1％的估计度量结束。这个算法的神奇在于不再需要与需要统计的项相对应的内存，取而代之，使用的内存一直恒定不变。最坏的情况下只需要12k，就可以计算接近2^64个不同元素的基数。或者如果您的HyperLogLog（我们从现在开始简称它为HLL）已经看到的元素非常少，则需要的内存要要少得多。
在redis中HLL是一个不同的数据结构，它被编码成Redis字符串。因此可以通过调用GET命令序列化一个HLL，也可以通过调用SET命令将其反序列化到redis服务器。
HLL的API类似使用SETS数据结构做相同的任务，SETS结构中，通过SADD命令把每一个观察的元素添加到一个SET集合，用SCARD命令检查SET集合中元素的数量，集合里的元素都是唯一的，已经存在的元素不会被重复添加。
而使用HLL时并不是真正添加项到HLL中（这一点和SETS结构差异很大），因为HLL的数据结构只包含一个不包含实际元素的状态，API是一样的：

PFADD命令用于添加一个新元素到统计中。
PFCOUNT命令用于获取到目前为止通过PFADD命令添加的唯一元素个数近似值。
PFMERGE命令执行多个HLL之间的联合操作。

127.0.0.1:6380> PFADD hll a b c d d c(integer) 1127.0.0.1:6380> PFCOUNT hll(integer) 4127.0.0.1:6380> PFADD hll e(integer) 1127.0.0.1:6380> PFCOUNT hll(integer) 5