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什么是BitSet
简单理解就是位图,类似BitMap。用来存储二进制位的类
BitSet特性
- 位存储:BitSet 以位为单位存储数据,每个位只能是 0 或 1。
- 空间效率:BitSet 比使用 boolean 数组存储二进制数据更节省空间。
- 快速操作:BitSet 提供快速位操作方法,例如设置、清除、翻转和测试位。
使用场景
- 布隆过滤器: 布隆过滤器是一种用于判断元素是否存在集合中的概率数据结构。
- 位图索引: 位图索引可以用于快速查找和过滤数据。
- 稀疏矩阵: 稀疏矩阵是指大多数元素为 0 的矩阵,可以使用 BitSet 来有效地存储稀疏矩阵。
- 内存优化: 在需要节省内存的情况下,可以使用 BitSet 来存储二进制数据。
面试题
阿里面试题有这么一题:
有1千万个随机数,随机数的范围在1到1亿之间。现在要求写出一种算法,将1到1亿之间没有在随机数中的数求出来
这种就是类似使用布隆过滤器。我们最简单就可以使用BitSet
代码实现
java
int range = 10000000;
Random random = new Random();
List<Integer> list = new ArrayList<>(range);
for (int i = 0; i < range; i++) {
list.add(random.nextInt(range));
}
BitSet bitSet = new BitSet(range);
for (Integer i : list) {
bitSet.set(i);
}
for (int i = 0; i < 100000000; i++) {
if (!bitSet.get(i)) {
System.out.println(i);
}
}
RocketMQ中BitSet应用
在pop
消费中为了解决批量ack
的问题引入了BitSet
通过org.apache.rocketmq.client.impl.MQClientAPIImpl#batchAckMessageAsync(java.lang.String, long, org.apache.rocketmq.client.consumer.AckCallback, java.lang.String, java.lang.String, java.util.List<java.lang.String>)
方法批量设置消费位点在BitSet
中
然后在broker
org.apache.rocketmq.broker.processor.AckMessageProcessor#appendAck
中进行批量ack
这里简单解释下nextSetBit
这个api。
BitSet.nextSetBit()
方法用于查找 BitSet 中从指定索引开始的第一个设置为 1 的位。如果找不到这样的位,则返回 -1
demo说明
java
BitSet bitSet = new BitSet();
bitSet.set(2);
bitSet.set(5);
bitSet.set(9);
int index = bitSet.nextSetBit(0); // index = 2
index = bitSet.nextSetBit(3); // index = 5
index = bitSet.nextSetBit(6); // index = 9
index = bitSet.nextSetBit(10); // index = -1
实现原理
BitSet
底层存是使用long
数组实现的
所以BitSet的大小为long类型大小(64位)的整数倍。
默认不指定初始大小就是64
总结
总的来说BitSet
在一些特定场景使用还是非常节省内存高效的