面试题：Redis SETBIT命令与其他数据结构结合使用的设计

Question

假设你正在设计一个系统，需要同时使用Redis的SETBIT命令和其他数据结构（如Hash、List等）来实现一个复杂的功能，例如用户活跃度统计且需关联额外用户信息。请详细描述你的设计思路、数据结构选择原因以及具体的操作逻辑。

Answer 1

设计思路

1. 用户活跃度统计：使用Redis的SETBIT命令记录用户每天的活跃情况，将用户ID作为key，日期作为偏移量，活跃则设置为1，不活跃设置为0。这样可以高效地利用空间，并且方便进行按天、按月等时间维度的统计。
2. 关联额外用户信息：选择Hash数据结构来存储每个用户的额外信息，以用户ID作为key，Hash的field - value对存储具体的用户信息，如用户名、邮箱等。

数据结构选择原因

1. SETBIT：
   • 空间效率高：对于每个用户每天的活跃状态，只需1 bit来表示，在处理大量用户和长时间跨度的数据时，空间占用极小。
   • 时间复杂度低：SETBIT和GETBIT操作的时间复杂度均为O(1)，能快速记录和查询用户的活跃状态。
2. Hash：
   • 灵活性：可以方便地对用户的不同属性进行增删改查操作，每个用户的信息以key - field - value的形式存储，易于管理。
   • 数据结构紧凑：相比其他结构，Hash在存储多个相关属性时，结构更为紧凑，减少了内存开销。

具体操作逻辑

1. 记录用户活跃状态：
   • 每天用户活跃时，使用SETBIT命令，例如：SETBIT user:active:{user_id} {offset} 1，其中{user_id}是具体的用户ID，{offset}可以通过将日期转换为对应的偏移量（例如从某个起始日期开始计算天数作为偏移量）。
2. 存储和查询用户额外信息：
   • 存储：使用HSET命令，如HSET user:info:{user_id} username {username} email {email}，将用户的用户名和邮箱等信息存储到Hash结构中。
   • 查询：使用HGETALL命令获取用户的所有额外信息，如HGETALL user:info:{user_id}，返回该用户的所有field - value对。
3. 活跃度统计：
   • 按天统计活跃用户数：遍历所有用户的SETBIT数据，使用GETBIT获取每个用户当天的活跃状态，统计值为1的数量。
   • 按月统计活跃天数：根据日期对应的偏移量范围，例如一个月的天数对应的偏移量范围，对每个用户的SETBIT数据进行GETBIT操作并统计值为1的数量。