JAVA前线

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【资料图】

假设系统用户一共有三种角色：普通用户、管理员、超级管理员，现在需要设计一张用户角色表记录这类信息。我们不难设计出如下方案：

用户一具有超级管理员角色，用户二具有管理员角色，用户三具有普通用户角色，用户四同时具有三种角色。

如果新增加一种角色呢？可以新增一个字段：

按照上述一个字段表示一种角色设计表，功能没有问题，优点是容易理解结构清晰，但是我们想一想有没有什么问题？笔者遇到过如下问题：

在复杂业务环境一份数据可能会使用在不同场景，例如上述数据存储在MySQL数据库，这一份数据还会被用在如下场景：

如果表结构发生变化，数据源之间需要重新对接，业务方也要进行代码修改，这样开发成本非常高。有没有办法避免此类问题？

我们可以使用位图法，同一个字段可以表示多个业务含义。首先设计如下数据表，userFlag字段暂时不填：

位图每一个bit表示一种角色：

使用位图法表示如下数据：

用户一位图如下，十进制数值等于4：

用户二位图如下，十进制数值等于2：

用户三位图如下，十进制数值等于1：

用户四位图如下，十进制数值等于7：

现在可以填写数据表第三列：

本文结合mongodb实现思路有两种：

用户实体对应数据表user：

@Document(collection="user")publicclassUser{@Id@Field("_id")privateStringid;@Field("userId")privateStringuserId;@Field("role")privateLongrole;}

定义枚举时不要直接定义为1、2、4这类数字，应该采用位移方式进行定义，这样使用者可以明白设计者的意图。

publicenumUserRoleEnum{//1->00000001NORMAL(1L<<0,"普通用户"),//2->00000010MANAGER(1L<<1,"管理员"),//4->00000100SUPER(1L<<2,"超级管理员"),;privateLongcode;privateStringdescription;privateUserRoleEnum(Longcode,Stringdescription){this.code=code;this.description=description;}//新增角色->位或操作//oldRole->00000001->普通用户角色//addRole->00000010->新增管理员角色//newRole->00000011->具有普通用户和管理员角色publicstaticLongaddRole(LongoldRole,LongaddRole){returnoldRole|addRole;}//删除角色->异或操作//oldRole->00000011->普通用户和管理员角色//delRole->00000010->删除管理员角色//newRole->00000001->普通用户角色publicstaticLongremoveRole(LongoldRole,LongdelRole){returnoldRole^delRole;}//是否具有某种角色->位与操作//allRole->00000011->普通用户和管理员角色//qryRole->00000001->查询是否具有管理员角色//resRole->00000001->具有管理员角色publicstaticbooleanhasRole(Longrole,LongqueryRole){LongresRole=(role&queryRole);returnqueryRole==resRole;}}

新增用户一到用户四：

db.user.insertMany([{"userId":"user1","role":NumberLong(4)},{"userId":"user2","role":NumberLong(2)},{"userId":"user3","role":NumberLong(1)},{"userId":"user4","role":NumberLong(7)}])

应用层运算有三个关键步骤：

@ServicepublicclassUserBizService{@ResourceprivateMongoTemplatemongoTemplate;//查询用户publicUsergetUser(StringuserId){Queryquery=newQuery();Criteriacriteria=Criteria.where("userId").is(userId);query.addCriteria(criteria);Useruser=mongoTemplate.findOne(query,User.class);returnuser;}//新增角色publicbooleanaddRole(StringuserId,LongaddRole){//查询用户角色Useruser=getUser(userId);//计算新角色LongfinalRole=UserRoleEnum.addRole(user.getRole(),addRole);//更新数据库Queryquery=newQuery();Criteriacriteria=Criteria.where("userId").is(userId);query.addCriteria(criteria);Updateupdate=newUpdate();update.set("role",finalRole);mongoTemplate.updateFirst(query,update,User.class);returntrue;}//删除角色publicbooleanremoveRole(StringuserId,LongdelRole){//查询用户角色Useruser=getUser(userId);//计算新角色LongfinalRole=UserRoleEnum.removeRole(user.getRole(),delRole);//更新数据库Queryquery=newQuery();Criteriacriteria=Criteria.where("userId").is(userId);query.addCriteria(criteria);Updateupdate=newUpdate();update.set("role",finalRole);mongoTemplate.updateFirst(query,update,User.class);returntrue;}//查询用户是否具有某种角色publicbooleanqueryRole(StringuserId,LongqueryRole){//查询用户角色Useruser=getUser(userId);//计算是否具有某种角色returnUserRoleEnum.hasRole(user.getRole(),queryRole);}}

下列语句可以查出用户四：

db.user.find({"role":{$bitsAllSet:[0,1,2]}})

db.user.find({"role":{$bitsAnySet:[0,1,2]}})

db.user.find({"role":{$bitsAllClear:[3,4,5,6,7]}})

db.user.find({"role":{$bitsAnyClear:[3,4,5,6,7]}})

db.user.update({"userId":"user3"},{$bit:{"role":{or:NumberLong(4)}}})

db.user.update({"userId":"user4"},{$bit:{"role":{xor:NumberLong(1)}}})

@ServicepublicclassUserBizService{/**新增角色*/publicbooleanaddRoleBit(StringuserId,LongaddRole){Queryquery=newQuery();Criteriacriteria=Criteria.where("userId").is(userId);query.addCriteria(criteria);Updateupdate=newUpdate();update.bitwise("role").or(addRole);mongoTemplate.updateFirst(query,update,User.class);returntrue;}/***删除角色*/publicbooleanremoveRoleBit(StringuserId,LongaddRole){Queryquery=newQuery();Criteriacriteria=Criteria.where("userId").is(userId);query.addCriteria(criteria);Updateupdate=newUpdate();update.bitwise("role").xor(addRole);mongoTemplate.updateFirst(query,update,User.class);returntrue;}/***查询rolePosition位置全部等于0的用户**表示不具有rolePositions中所有角色的用户*/publicListqueryRoleAllClear(ListrolePositions){Criteriacriteria=Criteria.where("role").bits().allClear(rolePositions);Listusers=mongoTemplate.query(User.class).matching(criteria).all();returnusers;}/***查询rolePosition位置任一等于0的用户**表示不具有rolePositions中任一角色的用户*/publicListqueryRoleAnyClear(ListrolePositions){Criteriacriteria=Criteria.where("role").bits().anyClear(rolePositions);Listusers=mongoTemplate.query(User.class).matching(criteria).all();returnusers;}/***查询rolePosition位置全部等于1的用户**表示具有rolePositions中所有角色的用户*/publicListqueryRoleAllSet(ListrolePositions){Criteriacriteria=Criteria.where("role").bits().allSet(rolePositions);Listusers=mongoTemplate.query(User.class).matching(criteria).all();returnusers;}/***查询rolePosition位置任一等于1的用户**表示具有rolePositions中任一角色的用户*/publicListqueryRoleAnySet(ListrolePositions){Criteriacriteria=Criteria.where("role").bits().anySet(rolePositions);Listusers=mongoTemplate.query(User.class).matching(criteria).all();returnusers;}}

本文我们从一个简单案例开始，分析了直接新增字段的优缺点。新增字段方案遇到最多问题就是在复杂业务场景中，需要新增数据对接工作量，增加了开发维护成本。

我们又介绍了位图法，一个字段就可以表示多种业务含义，减少了字段冗余，节省了对接开发成本。同时位图法增加了代码理解成本，数据库字段含义不直观，需要进行转义，大家可以根据业务需求场景选择。

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