1. 概述
Redis是一个高性能的内存数据结构存储，不仅支持高效的键/值存储，也提供了一些高级数据结构，比如哈希映射，集合等，其中bitmap（位图）也是一个很有趣的数据结构。
在实际应用中，我们经常需要对用户行为活动进行统计，比如统计活跃用户量、统计用户在线时长等等。针对这种类型统计，用传统的关系型数据库或者NoSQL数据库都可以实现，但是操作比较复杂而且效率不高。而使用Redis的bitmap，可以大大简化操作，同时极大提升统计效率。本文主要介绍如何使用Redis的bitmap统计活跃用户。
2. Bitmaps
2.1 什么是Bitmaps
Bitmaps（位图）是一种数据结构，用于存储位状态的集合。比如我们有一组数字{1,2,3,4,5,6,7,8}，我们可以将其表示为8位二进制数：
00000001 00000010 00000011 00000100 00000101 00000110 00000111 00001000其中，每一位表示该数字是否出现过。如果是，就将该位置为1，否则为0。
2.2 Redis的Bitmaps
Redis的Bitmaps是一个非常实用的内置数据结构，它存储的是一个特殊的字符串，字符串中的每个字节（byte）只能是0或1。但是这个字符串非常大，最多可以存储2^32位，即2^32/8个字节，也就是512MB的二进制数据。
Redis提供了一系列对Bitmaps进行操作的命令，比如setbit，getbit，bitcount等等。下面我们看一个简单的例子：
假设我们有一个用户列表，编号分别为1、2、3、4、5、6、7、8，我们现在要统计编号为1、2、3、4、7的用户是否在线，我们假设在线的用户编号是1、3、4、7，我们可以这么表示：
setbit online_user 1 1 # 将第1个用户标记为在线
setbit online_user 2 0 # 将第2个用户标记为下线
setbit online_user 3 1 # 将第3个用户标记为在线
setbit online_user 4 1 # 将第4个用户标记为在线
setbit online_user 5 0 # 将第5个用户标记为下线
setbit online_user 6 0 # 将第6个用户标记为下线
setbit online_user 7 1 # 将第7个用户标记为在线
setbit online_user 8 0 # 将第8个用户标记为下线
然后我们可以使用getbit命令检查该用户是否在线：
getbit online_user 1 # 检查第1个用户是否在线，结果为1
getbit online_user 2 # 检查第2个用户是否在线，结果为0
getbit online_user 3 # 检查第3个用户是否在线，结果为1
getbit online_user 4 # 检查第4个用户是否在线，结果为1
getbit online_user 5 # 检查第5个用户是否在线，结果为0
getbit online_user 6 # 检查第6个用户是否在线，结果为0
getbit online_user 7 # 检查第7个用户是否在线，结果为1
getbit online_user 8 # 检查第8个用户是否在线，结果为0
bitcount命令可以方便地获取在线用户的个数：
bitcount online_user # 获取在线用户个数，结果为3
3. 使用Bitmaps统计活跃用户
下面我们介绍如何使用Redis的Bitmaps统计活跃用户。假设我们有一个网站，我们要从用户访问日志中统计每天的活跃用户量。
3.1 创建Bitmap
我们可以为每一天创建一个Bitmap，用来表示该天是否有用户访问。假设我们现在要创建2022年1月1日的Bitmap，我们可以这么做：
setbit active_user_20220101 1 1
其中，第一个参数是Bitmap的名称，这里以日期为名称；第二个参数是用户编号，我们假设用户编号为1；第三个参数是状态值，表示该用户在该日期当天是否活跃，如果活跃，就将其标记为1，否则为0。
3.2 统计活跃用户
假设1月2日有2个用户访问，编号分别是2、3，我们可以这么统计：
setbit active_user_20220102 2 1
setbit active_user_20220102 3 1
这样，我们就将该日的活跃用户标记出来了。
如果要统计某段时间范围内的活跃用户，只需要将该时间范围内的所有Bitmap进行与运算，最终得到的Bitmap就是该时间范围内活跃用户的情况。比如要统计1月1日到1月3日之间的活跃用户，我们就可以这么做：
bitop and active_user_20220101_03 active_user_20220101 active_user_20220102 active_user_20220103
此时，active_user_20220101_03字符串中，每个字节的每一位对应该用户在该时间范围内是否活跃。我们可以使用bitcount命令方便地获取活跃用户的数量：
bitcount active_user_20220101_03
4. 总结
本文介绍了Redis的Bitmaps数据结构，并且详细讲解了如何使用Bitmaps统计活跃用户。使用Redis的Bitmaps可以大大提高活跃用户统计的效率，同时操作也比较简单，并且可以方便地扩展到多个时间段的统计。