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不谈源码,聊聊位运算的实际应用

时间:2022-11-08 17:07:36浏览次数:67  
标签:运算 val int 不谈 private public 源码 聊聊 options

Hello,这里是爱 Coding,爱 Hiphop,爱喝点小酒的 AKA 柏炎。

位运算是java中比较基础的知识,位运算的计算速度很快,jdk中不少源码都是使用位运算​​(例如ArrayList,HashMap)​​。

但是在日常开发的过程中,我们很少会使用位运算。相比较它的计算速度的优点,它可读性不高的”缺点“似乎对于普通的业务开发来说更加突出。

我们更加乐意直接使用 ​​+,-,*,/​​这些直接的运算符。

本文将给大家介绍一种位运算在业务中的应用场景,希望能给大家带来帮助,如有不对之处,欢迎指正。

本位不对位运算的基础做展开介绍,如果不熟悉位运算的基础概念的,请先自行google了解。

不谈源码,聊聊位运算的实际应用_Java

一、常规业务打标思路

日常业务开发的过程中,经常会有对业务模型打标 (true/false) 的需求。

例如:

true表示男生,false表示女生

true表示参与活动优惠,false表示无法参与活动优惠

true表示超级管理员,false表示普通用户

.....

一般情况下针对这种需求,我们通常会使用一个独立的字段去表示Domain的状态。随着业务的发展,需要打标的逻辑越来越多。对应到Domain/表结构中标识的字段也会不断的上升。

@Data
public class User {
private Long userId;
private String userName;
private boolean canLogin;
private boolean isMale;
private boolean isAdmin;
....
}

二、位运算优化逻辑

为了解决这种非A即B的字段标识的膨胀问题,我们可以使用位运算去整合这些字段。

例如上文展示的User Domain,我们整合canLogin,isMale,isAdmin为一个字段,认为是一个feature标识(设置字段为​​featureTag​​)。

@Data
public class User {
private Long userId;
private String userName;
private int featureTag;
}

我们可以定义一个feature的枚举定义每一位标识什么

public enum UserFeatureEnum{

CAN_LOGIN(0),
IS_MALE(1);
IS_ADMIN(2);

private int bit;

UserFeatureEnum(int bit) {
this.bit = bit;
}

public int getValue() {
return this.bit;
}

}

然后我们可以通过一下的BitUtil来check当前用户某个特性的状态

public class BitUtil {
public static int setBit(int options, int bitIndex) {
int val = 1 << bitIndex;
return options | val;
}

public static int unsetBit(int options, int bitIndex) {
int val = 1 << bitIndex;
return options & (~ val);
}

public static boolean isBitSetted(int options, int bitIndex) {
int val = 1 << bitIndex;
return (options & val) == val;
}

public static boolean isBitUnSetted(int options, int bitIndex) {
int val = 1 << bitIndex;
return (options & val) == 0;
}
}

这样我们如果去校验user是否为男性就可以这么操作

boolean isMale = BitUtil.isBitSetted(user.getfeatureTag(),UserFeatureEnum.IS_MALE.getValue());

设置当前用户为女性

user.setfeatureTag(BitUtil.unsetBit(user.getfeatureTag(),UserFeatureEnum.IS_MALE.getValue()))

设置当前用户为男性

user.setfeatureTag(BitUtil.setBit(user.getfeatureTag(),UserFeatureEnum.IS_MALE.getValue()))

这样我们将日益膨胀的标志字段给合并了,数据库也能够只用一个字段就能够标识Domain的多个feature。

后续如果需要增加一个feature时,就不需要修改表结构了,只需要增加一个枚举值及设置、判断逻辑就行。

像线上项目,改个表结构还要走一道道的DBA审批流程

三、优劣势对比

  • 相比较常规的业务设计,位运算在空间节省与扩展性上更加突出,但是可读性就比较差。
  • 在DB检索上,常规设计可以直接将字段作为条件进行过滤,位运算需要在条件上进行一下位运算。
  • 在ES检索上,常规设计可以直接将字段作为条件进行过滤,位运算就不支持了,需要冗余出一个字段,如果Domain的存储结构是ES,并且feature字段有检索需求,那还是按照常规设计比较好。
  • 如果涉及到与客户端交互的功能,版本A的client支持的功能,在版本B就不能支持了。由于客户端是安装在用户本地的,不可能一直强制用户做升级。因此这种时候可以在使用一个feature字段,标识当前客户端支持的一些特性,服务端去解析返回结果。请求参数清晰简单,动态性比较高。

不谈源码,聊聊位运算的实际应用_位运算_02

四、最后

文中如有不正确之处,欢迎指正,写文不易,点个赞吧,么么哒~

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小册:​​深入浅出DDD​​

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不谈源码,聊聊位运算的实际应用_位运算_03

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