redis之bitpos、bitop、bitfield命令

水深无声 2022-01-24 00:04 1420阅读 0赞

bitpos命令：  
语法：bittops key bit \[start\] \[end\]  
返回位图中第一个值为bit的二进制位的位置  
在默认情况下,命令将检测到的整个位图,但用户也可以通过可选的start参数和end参数指定要检测的范围  
返回值：  
整数回复

setbit m  3 1
    bitpos m 0   返回0
    bitpos m 1   返回3

bitop命令：  
语法：bitop operation destkey key \[key...\]  
对一个或多个保存二进制位的字符串key进行位元操作,并将结果保存到destksy上  
operation可以是AND、OR、NOT、XOR这四种操作中的任意一种：

bitop and destkey key [key...]对一个或者多个key求逻辑并，并将结果保存到destkey
    bitop or destkey key [key...]对一个或者多个key求逻辑或，并将结果保存到destkey
    bitop xor destkey key [key...]对一个或者多个key求逻辑异或，并将结果保存到destkey
    bitop not destkey key [key...]对给定key求逻辑菲，并将结果保存到destkey

看到上面除了not操作符外，其他的操作都可以接受一个或多个key作为输入。  
处理不同长度的字符串：  
当bitop处理不同长度的字符串时,较短的那个字符串所缺少的部分会被看做是0  
空的key也被看做是包含0的字符串序列  
返回值：  
保存到destksy的字符串的长度,和输入key中最长的字符串长度相等

SETBIT bits-1 0 1        # bits-1 = 1001
    SETBIT bits-1 3 1
    SETBIT bits-2 0 1        # bits-2 = 1011
    SETBIT bits-2 1 1
    SETBIT bits-2 3 1
    BITOP AND and-result bits-1 bits-2
    GETBIT and-result 0      # and-result = 1001
    (integer) 1
    GETBIT and-result 1
    (integer) 0
    GETBIT and-result 2
    (integer) 0
    GETBIT and-result 3
    (integer) 1

bitfield命令:  
bitfield命令可以将一个redis字符串看做是一个由二进制位组成的数组，并对这个数组中储存的长度  
不同的整数进行访问(被储存的整数无需对齐).换句话说,通过这个命令,用户可以执行诸如"对偏移量1234上的5位长有符号整数进行设置"，  
"获取偏移量4567上的31位长无符号整数".此外,bitfield命令还可以对指定的整数执行加法和减法操作，  
并且将这些操作可以通过设置妥善地处理计算时出现的溢出情况。  
bitfield命令可以在一次调用中同时对多个位范围进行操作,它接受一系列待执行的操作作为参数,并返回一个数组作为回复，  
数组中的每个元素就是对应操作执行的结果。

支持子命令以及数字类型：  
bitfield命令支持的子命令：  
get <type> <offset> 返回指定的二进制范围  
set <type> <offset> <value> 对指定的二进制范围进行设置 并返回它的旧值  
incrby <type> <offset> <increment> 对指定的二进制范围执行加法操作,并返回它的旧值.用户可以通过increment参数传入负值来进行减法操作。  
还有一个子命令,可以改变之后执行的incrby子命令在发生溢出情况时的行为。  
overflow \[wrap|sat|fail\]  
当被设置的二进制范围值为整数时,用户可以在类型参数的前面添加i来表示有符号整数,或者在前面添加u来表示无符号整数。  
例如：u8 8位长的无符号整数  
      i16 16位长的有符号整数  
bitfield命令最大支持64位长有符号整数以及63位长的无符号整数,其中无符号整数的63位长度限制是由于Redis协议目前还无法返回64位长的无符号整数导致。        
SET:  
set test a  //01100001  
biefield test i8 0 -1  (把无符号设置为有符号整数)  
getbit test 0 -7  //11111111  
GET:  
获取偏移量100的4位长有符号整数(有符号)：  
bitfield m  GET i4 100  
解析：  
整体原码：00000……0001  
从100开始获取4位即原码位1000，有符号转十进制,要进行补码(反码加1)，进行反码0111，然后加1，0111+1=1000,十进制就是8,由于最高位是1,所以是-8

获取偏移量100的4位长有符号整数(无符号)：  
bitfield m  GET i4 99  
解析：  
整体原码：00000……0001  
从99开始获取4位即原码位0100，最高位是0(正数无符号)，无符号转十进制,0+2^2+0+0=4

获取偏移量99的4位长无符号整数：  
bitfield m  GET u4 100  
解析：  
整体原码：00000……0001  
从100开始获取4位即原码位1000，无符号转十进制,2^3+0+0+0=8  
使用GET子命令对超出字符串当前范围的二进制进行访问(包括键不存在的情况下)，超出部分的二进制值将被当做是0

INCRBY:  
0000……0001  
BITFIELD m INCRBY i8 100 1  
返回-127  
解析：  
i8 100  从100开始获取8位10000000 有符号转十进制,要进行补码(反码加1)，进行反码011111111，01111111+1=10000000 所以2^7+0+0+……=128 最高位是1 所以-128  
incrby 和最后面的1 就是给100的8位长有符号整数加1即：10000001 所以是-127  
减法的话：BITFIELD m INCRBY i8 100 -2

**二进制位和位置偏移量**  
在二进制范围命令中,用户有两种方法来设置偏移量：  
如果用户给定的是一个没有任何前缀的数字,那么这个数字指示的就是字符串以零开始的偏移量  
另一方面,如多用户给定的是一个带有\#前缀的偏移量,那么命令将使用这个偏移量与被设置的数字类型的位长度相乘，从而计算出真正的偏移量  
举例：  
bitfield m set i8 \#0 100 i8 \#1 200  
解析：  
命令会把m键里面,第一个i8长度的二进制位的值设置为100,第二个i8长度的二进制位设置为200  
当我们把一个字符串键当成数组来使用,并且数组中储存的都是同等长度的整数时.使用\#前缀可以让我们去避免手动计算被设置  
二进制位所在位置的麻烦。  
getbit m 0-8   //01100100(100的二进制)  
getbit m 9-16  //11001000(200的二进制)

**溢出控制**  
用户可以通过overflow命令以及以下展示的三个参数,指定bitfield命令在执行自增或者自减操作时，  
碰上向上溢出或者乡下溢出情况时的行为：  
wrap:使用回绕的方法处理有符号整数和无符号整数的溢出情况。  
对于无符号的整数来说,回绕就像使用数值本身与能够被储存的最大无符号整数执行取模计算，这也是C语言的标准行为.  
对于有符号整数来说,上溢将导致数字重新从最小的负数开始计算,而下溢将导致数字重新从最大的正数开始计算  
比如：127 的i8执行加一操作 那么得到的结果是-128  
sat:使用饱和计算方法处理溢出,也就是说,下溢计算的结果为最小的整数值,而上溢计算的结果为最大的整数值  
例子：  
如果对一个值为120的i8整数执行加10计算,那么命令的结果将i8所能存储的最大整数值为127  
相反,如果针对i8值计算造成了下溢,那么这个i8值将被设置为-127.  
fail:在这一模式下,命令将拒绝执行那些会导致上溢或者下溢情况出现的计算,并向用户返回空值表示计算未被执行。  
需要注意的是，overflow子命令只会对紧随着它之后被执行的incrby命令产生效果，  
这一效果将一直持续到与它一同执行的下一个overflow命令为止。  
在默认情况下,incrby命令使用warp方式来处理溢出。  
一下是overflow子命令控制溢出的例子：  
BITFIELD mykey incrby u2 100 1 OVERFLOW SAT incrby u2 102 1  
1  
1  
BITFIELD mykey incrby u2 100 1 OVERFLOW SAT incrby u2 102 1  
2  
2  
BITFIELD mykey incrby u2 100 1 OVERFLOW SAT incrby u2 102 1  
3  
3  
BITFIELD mykey incrby u2 100 1 OVERFLOW SAT incrby u2 102 1  
0  
3  
都是2位长无符号,默认使用warp(回绕) 1(0) 2(1) 3(2) 3之后超出2位,回绕返回0  
第二个使用的是sat(饱和) 1(0) 2(1) 3(2) 3已经饱和2位 从3开始2 1  
使用fail:  
BITFIELD mykey OVERFLOW FAIL incrby u2 102 1  
返回（nli）