在之前的文章《如何优雅地使用Redis之位图操作》和《再谈如何优雅地使用Redis之位图操作》中，笔者介绍了关于Redis位图操作的高级应用，其中就讲到了如何优雅地实现getbits。Redis官方提供了getbit命令，其可以获取某个key对应比特位的比特值，而getbits顾名思义就是支持一次性获取多个比特位的比特值的命令，遗憾的是，Redis官方并没有提供getbits命令。在上述2篇文章中，笔者是通过解析字节数组的方式来实现getbits命令的，虽然可以实现，但是却有2个不足之处：1、这种方式实现的getbits命令不是原子性的，因为这种方式实现的getbits命令其实是分2步进行的，先读取字节数组，再解析字节数组，在这2个步骤之间，Redis是可以执行其他命令的，所以可能会出现数据不一致的现象。2、当存储的位图数据空间占用比较大时，一次性读取整个字节数组，会造成Redis服务器阻塞，严重的还会造成客户端内存溢出，虽然可以通过分多次去读取字节数组来避免这个问题，但是这样一来就增加了网络开销，不是特别优雅。
今天给大家介绍一种通过Redis原生命令bitfield实现setbits和getbits的方法。
bitfield命令
首先介绍一下bitfield命令的用途。官方对bitfield命令的介绍是：通过bitfield命令可以一次性操作多个比特位域，它会执行一系列操作并返回一个响应数组，这个数组中的元素对应参数列表中的相应操作的执行结果。说白了就是通过bitfield命令我们可以一次性对多个比特位域进行操作。需要注意的是，这里提到的是比特位域，不是比特位，所谓比特位域，指的是连续的多个比特位，也就是说，bitfield不仅仅可以对多个单个的比特位进行操作，还支持对多个比特位域进行操作，所以功能是十分强大的。
这里的操作指的是以下几种：
-
GET <type> <offset>
-
SET <type> <offset> <value>
-
INCRBY <type> <offset> <increment>
其中，get命令的作用是读取指定位域的值，set命令的作用是设置指定位域的值并返回旧的值，increby命令的作用是增加或减少指定位域的值并返回新的值。
举个例子：
BITFIELD mykey SET i5 100 10 GET u4 2
这个命令包含了2个子操作，分别是SET i5 100 10和GET u4 2。SET i5 100 10的作用是从第100位开始，将接下来的5位用有符号数10代替，其中i表示的是有符号整数。GET u4 2的作用是从第2位开始，将接下来的4位当成无符号整数并取出，其中u表示的是无符号整数。
上述只是bitfield的一部分应用，实际上bitfield还有很多更高级的用法，有兴趣的可以去Redis官网查阅，这里就不再详细介绍了。
实现setbits
接下来说下如果使用bitfield实现setbits原子命令。如果我们要将某一位（比如说第3位）设置为1，可以使用这样的子操作：set u1 3 1，同样地，如果我们需要将多个位设置成1，只要将多个set子操作拼接在一起可以了。举个例子：如果我们要将第1位、第3位、第6位设置成1，则可以使用如下命令：
bitfield k1 set u1 1 1 set u1 3 1 set u1 6 1
其中k1指的是key。
我们可以写个程序验证下。验证的方法是先使用上述命令对相应的比特位进行设值，然后使用redis原生的getbit命令遍历每个比特位，看看是不是对应的位都可以被设置成1。
程序如下：
@Test
public void testBitField1(){
Jedis jedis=new Jedis(HOST,PORT);
String key="test_"+System.currentTimeMillis();
jedis.bitfield(key,"set","u1","1","1","set","u1","3","1","set","u1","6","1");
for(int i=0;i<8;i++){
System.out.println(i+"---"+jedis.getbit(key,i));
}
}我们看下结果输出：
可以看到，第1位、第3位、第6位都被设置成了true，而其他位还是原始值flase。所以这种方式确实可以实现一次性对多个比特位进行设值。
实现getbits
接下来我们使用bitfield命令来实现getbits原子命令。如果想读取某个位（比如说第3位）的比特值，可以使用这样的子操作：get u1 3。如果需要同时读取多个比特位，则只需要将多个get子操作拼接在一起就可以了。还是举个例子，如果我们想同时读取第2位、第4位、第7位的比特值，可以使用如下命令：
bitfield k1 get u1 2 get u1 4 get u1 7
其中k1指的是key。
我们还是写个程序验证下。验证的方式是使用Redis原生的setbit命令分别将第2位、第4位、第7位比特位设置成1，然后使用上述bitfield命令分别读取每个比特位的值，看看是否只有对应的比特位被设置成了1。
程序如下：
@Test
public void testBitField2(){
Jedis jedis=new Jedis(HOST,PORT);
String key="test_"+System.currentTimeMillis();
jedis.setbit(key,2,true);
jedis.setbit(key,7,true);
jedis.setbit(key,4,true);
"get", "u1", "1",
List<Long> result = jedis.bitfield(key,
"get", "u1", "2",
"get", "u1", "6",
"get", "u1", "3",
"get", "u1", "4",
"get", "u1", "5",
"get", "u1", "7",
}
"get", "u1", "8");
System.out.println(result);结果输出如下：
可以看到，第2位、第4位、第7位都被设置成了1，而其他位还是原始的值0。说明确实可以使用bitfield命令来实现getbits。
总结
使用bitfield实现getbits和setbits的好处有2个：1、原子性保证，由于所有操作都是在一个bitfield命令中完成的，所以可以保证操作的原子性。2、由于这种方式是在Redis服务端解析后再返回给客户端的，客户端并不需要一次性读取整个字节数组，所以不会造成客户端内存溢出。
原文发布时间为：2018-08-11
本文作者：黄泽杰
