面试题：Redis中BITOP命令在用户活跃度统计场景的应用

数据结构设计：
- 为每个用户分配一个Redis的string类型键，键名可以设计为user:{user_id}:login:year:{year}，其中{user_id}是用户的唯一标识，{year}是年份。
- 这个string类型的值使用位（bit）来记录每天的登录情况。一年有365天（不考虑闰年），所以这个string的长度为365位。每一位对应一天，1表示用户当天登录，0表示未登录。例如，如果用户在1月1日登录，那么第1位就设为1；如果在1月2日未登录，第2位就设为0。
统计每月活跃用户数：
- 对于每个月，我们可以使用BITOP命令的AND操作来统计活跃用户数。
- 首先，获取每个用户对应月份的位序列。由于一年365天，1月有31天，2月（非闰年）有28天等。
- 假设要统计1月的活跃用户数，对于每个用户user:{user_id}:login:year:{year}，提取第1到31位。
- 可以使用Redis的脚本（Lua脚本）来批量处理这些操作。示例Lua脚本如下：

local month_start = 1
local month_end = 31
local active_users = 0
for _, user_key in ipairs(KEYS) do
    local bit_sequence = redis.call('GET', user_key)
    local month_bits = string.sub(bit_sequence, month_start, month_end)
    local bit_count = 0
    for i = 1, #month_bits do
        if string.sub(month_bits, i, i) == '1' then
            bit_count = bit_count + 1
        end
    end
    if bit_count > 0 then
        active_users = active_users + 1
    end
end
return active_users

在这个脚本中，KEYS是用户键的列表。通过遍历每个用户键，获取其位序列，提取对应月份的位，统计其中1的个数，如果1的个数大于0，则该用户在该月活跃，活跃用户数加1 。最后返回活跃用户数。
也可以不使用脚本，通过编程语言（如Python）结合Redis客户端库来实现同样的逻辑：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db = 0)

month_start = 1
month_end = 31
active_users = 0
user_keys = r.keys('user:*:login:year:2023')
for user_key in user_keys:
    bit_sequence = r.get(user_key)
    month_bits = bit_sequence[month_start - 1:month_end]
    bit_count = month_bits.count(b'1')
    if bit_count > 0:
        active_users += 1
print(active_users)

这里假设Redis服务器运行在本地，端口6379，数据库0 。先获取所有用户键，然后对每个用户键进行处理，统计活跃用户数。

另一种使用BITOP的AND操作方式：

可以为每个月创建一个临时的位序列，通过BITOP AND操作将所有用户对应月份的位序列进行AND运算，然后统计结果位序列中1的个数，就是活跃用户数。
例如在Python中：

import redis

r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, db = 0)

month_start = 1
month_end = 31
user_keys = r.keys('user:*:login:year:2023')
tmp_key = 'tmp:month:1:active_users'
r.delete(tmp_key)
r.bitop('AND', tmp_key, *user_keys)
bit_sequence = r.get(tmp_key)
month_bits = bit_sequence[month_start - 1:month_end]
active_users = month_bits.count(b'1')
print(active_users)

这里先删除可能存在的临时键tmp:month:1:active_users，然后通过BITOP AND操作将所有用户键对应位序列进行AND运算到临时键，最后统计临时键对应月份位序列中1的个数得到活跃用户数。

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面试题：Redis中BITOP命令在用户活跃度统计场景的应用

知识考点

面试题答案