使用Redis从有限范围内生成唯一ID

我有一些数据库项目，除了主键之外，还需要项目所属组的唯一索引。我们来调用属性nbr，以及将项目分组在一起并定义唯一范围的属性nbr：我们会打电话group. This nbr必须在 [1-N] 范围内，并且may从外部源导入项目时进行设置。由于所有项目都必须有一个nbr，任务就变成了如何跟踪使用了哪些值，以便能够选择一个免费的nbr对于手动添加的新项目。

我正在使用 DynamoDB 和 Redis。我无法建立 DynamoDB 索引nbr。到目前为止，我的想法是使用 Redis 跟踪哪些数字已用于特定组，以便对于 Redis 键，例如<MYGROUP>-item-nbrs我可以存储所有用过的nbr:s 并实现逻辑来查找下一个空闲nbr。孔位使用范围nbr是可以接受的，但在考虑用完的数字之前应该先填补漏洞。

本质上我想找到最大大小为 N 的稀疏数组的未使用索引。

在 Redis 中存储这些信息的一个好的结构是什么，以便快速找到免费的nbr？到目前为止我的想法包括：

• 所有使用过的 nbr 的单个逗号分隔字符串（按排序顺序）？要查找免费的 nbr，GET发出命令并解析字符串，直到找到一个洞或列表末尾，将选取的数字插入到字符串中，然后替换整个字符串。当 N 很大时，这看起来效率很低。

• 每个使用的哈希值nbr存储为自己的字段，并使用例如HSCAN迭代哈希的字段以找到空闲的nbr。当N很大时，HSCAN必须扫描很多字段。

• 分区我的nbr:s 进入称为 p1-20、p21-40、p41-60、... 的字段，每个字段包含已使用的排序集nbr:s 仅在该分区内，并且当分区耗尽时（不再有可用的nbr:s)，完全删除它以加速进一步的迭代。使用 HSCAN 进行迭代，使用 HSET 开始新分区。

• 全部免费存储nbr而不是全部使用，并使用排序集和 ZPOPMIN 或常规列表和 LPOP，可能分为子集。预填充 Redis，全部免费nbr1-N 看起来很丑。

假设 N 的量级为 65536。

出于性能或其他原因，上述解决方案是否更好/更差？有没有更好/更聪明的方法，也许利用我不知道的 Redis 的一些聪明的方面？

Edit:

凯文的回答产生了以下解决方案（伪代码）：

function getFreeNbr() {
  while (true) {
    send "WATCH numbers"
    nbr = send "BITPOS numbers 0"

    if nbr < N
      send "MULTI"
      send "SETBIT numbers $nbr 1"
      if send "EXEC" != NULL
        return nbr
      end if
    else 
      send "UNWATCH numbers"
      return -1
    end if
  }
}

怎么样使用Bitmaps https://redis.io/topics/data-types-intro#bitmaps记录一切可能nbr，是否使用该值？

要记录某个值被采用，请使用SETBIT https://redis.io/commands/setbit:

SETBIT key [nbr] 1

寻找一个免费的nbr use BITPOS https://redis.io/commands/bitpos:

BITPOS key 0

为了避免竞争条件，您需要确保您的获取和设置是原子的。 [OP 解决了这个问题后续问题 https://stackoverflow.com/questions/54568723/redis-bitset-and-watch/54574209.]

这将需要很少的内存（65536 个可能的值需要 8K 字节）。BITPOS是 O(n)，但这不太可能是一个真正的问题。