場景需求
適用場景如簽到送積分、簽到領取獎勵等，大致需求如下：
- 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。
- 顯示用戶某個月的簽到次數和首次簽到日期。
- 在日歷控件上展示用戶每月簽到情況，可以切換年月顯示……等等。
設計思路
對於用戶簽到數據，如果每條數據都用Key/Value的方式存儲，當用戶量大的時候內存開銷是非常大的。而位圖(BitMap)是由一組bit位組成的，在Redis內部雖然是采用String類型存儲的，但Redis提供了一些命令可以直接操作位圖的每一位。
它的優點是內存占用小、效率高且操作簡單，很適合簽到這類場景。
Redis提供了以下幾個命令用於操作位圖：
考慮到每月初需要重置連續簽到次數，所以最簡單的方式是按用戶每月存一條簽到數據（也可以每年存一條數據）。Key的格式為u:sign:uid:yyyyMM，Value則采用長度為4個字節（32位）的位圖（因為月份最大只有31天）。位圖的每一位代表一天的簽到情況，1表示1已簽到，0表示未簽到。
例如u:sign:1000:201902表示ID=1000的用戶在2019年2月的簽到記錄。
# 用戶2月17號簽到
SETBIT u:sign:1000:201902 16 1 # 偏移量是從0開始，所以要把17減1
# 檢查2月17號是否簽到
GETBIT u:sign:1000:201902 16 # 偏移量是從0開始，所以要把17減1
# 統計2月份的簽到次數
BITCOUNT u:sign:1000:201902 # 返回當月簽到次數
# 獲取2月份前28天的簽到數據
BITFIELD u:sign:1000:201902 get u28 0
# 獲取2月份首次簽到的日期
BITPOS u:sign:1000:201902 0 # 返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;
/**
* 基於Redis位圖的用戶簽到功能實現類
* <p>
* 實現功能：
* 1. 用戶簽到
* 2. 檢查用戶是否簽到
* 3. 獲取用戶簽到次數
* 4. 獲取用戶連續簽到次數
* 5. 獲取用戶每天的簽到情況
*/
public class UserSignDemo {
private Jedis jedis = new Jedis();
/**
* 用戶簽到
*
* @param uid 用戶ID
* @param date 日期
* @return 之前的簽到狀態
*/
public boolean doSign(int uid, LocalDate date) {
int offset = date.getDayOfMonth() - 1;
return jedis.setbit(buildSignKey(uid, date), offset, true);
}
/**
* 檢查用戶是否簽到
*
* @param uid 用戶ID
* @param date 日期
* @return 當前的簽到狀態
*/
public boolean checkSign(int uid, LocalDate date) {
int offset = date.getDayOfMonth() - 1;
return jedis.getbit(buildSignKey(uid, date), offset);
}
/**
* 獲取用戶簽到次數
*
* @param uid 用戶ID
* @param date 日期
* @return 當前的簽到次數
*/
public long getSignCount(int uid, LocalDate date) {
return jedis.bitcount(buildSignKey(uid, date));
}
/**
* 獲取當月連續簽到次數
*
* @param uid 用戶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;
}
/**
* 獲取當月首次簽到日期
*
* @param uid 用戶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));
}
/**
* 獲取當月的簽到情況
*
* @param uid 用戶ID
* @param date 日期
* @return Key為簽到日期，Value為簽到狀態的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表示未簽到，為1表示已簽到
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"));
}
{ // getSignMap
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() ? "√" : "-"));
}
}
}
}運行結果
您已簽到：2019-02-18
您已簽到：2019-02-18
本月簽到次數：12
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: -