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1 需求背景
在系统中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：
我们使用1表示是，0表示否，那么观察上表不难得出，用户一有用超级管理员角色，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。
如果此时新增加一种角色呢？那么新增一个字段即可：
2 发现问题
按照上述做法进行表设计功能上是没有问题的，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的场景，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：
- 检索数据需要同步一份到ES
- 业务方使用此表通过Flink计算业务指标
- 业务方订阅此表Binlog消息进行业务处理
如果表结构发生变化，数据源之间就要重新进行对接，业务方也要进行代码修改，这样开发成本比较非常高。有没有办法避免此类问题？
3 解决方案
我们可以通过位图法，这样同一个字段可以表示多个含义。首先设计如下数据表，userFlag字段先不填。
我们使用位图法每一个bit表示一种角色
我们使用位图法表示如下数据表
用户一位图如下十进制数值是4
用户二位图如下十进制数值是2
用户三位图如下十进制数值是1
用户四位图如下十进制数值是7
这时我们可以补齐数据表
4 位图法详解
本章节我们分析位图法方案一些关键节点。
4.1 枚举定义
定义枚举时不要直接定义为1、2、4这类数字，而是采用位移方式定义，这样使用者可以明白设计者意图。
/**
* 用户角色枚举
*
* @author JAVA前线
*
*/
public enum UserRoleEnum {
// 1 -> 00000001
NORMAL(1, "普通用户"),
// 2 -> 00000010
MANAGER(1 << 1, "管理员"),
// 4 -> 00000100
SUPER(1 << 2, "超级管理员")
;
private int code;
private String description;
private UserRoleEnum(Integer code, String description) {
this.code = code;
this.description = description;
}
public String getDescription() {
return description;
}
public int getCode() {
return this.code;
}
}
4.2 维护角色
假设用户已经具有普通用户角色，我们需要为其增加管理员角色，这就是新增角色，与之对应还有删除角色和查询角色，这些操作需要用到为位运算，说明详见代码注释。
/**
* 用户角色枚举
*
* @author JAVA前线
*
*/
public enum UserRoleEnum {
// 1 -> 00000001
NORMAL(1, "普通用户"),
// 2 -> 00000010
MANAGER(1 << 1, "管理员"),
// 4 -> 00000100
SUPER(1 << 2, "超级管理员")
;
// 新增角色 -> 位或操作
// oldRole -> 00000001 -> 普通用户
// addRole -> 00000010 -> 新增管理员
// newRole -> 00000011 -> 普通用户和管理员
public static Integer addRole(Integer oldRole, Integer addRole) {
return oldRole | addRole;
}
// 删除角色 -> 位异或操作
// oldRole -> 00000011 -> 普通用户和管理员
// delRole -> 00000010 -> 删除管理员
// newRole -> 00000001 -> 普通用户
public static Integer removeRole(Integer oldRole, Integer delRole) {
return oldRole ^ delRole;
}
// 是否有某种角色 -> 位与操作
// allRole -> 00000011 -> 普通用户和管理员
// qryRole -> 00000001 -> 是否有管理员角色
// resRole -> 00000001 -> 有普通用户角色
public static boolean hasRole(Integer role, Integer queryRole) {
return queryRole == (role & queryRole);
}
private int code;
private String description;
private UserRoleEnum(Integer code, String description) {
this.code = code;
this.description = description;
}
public String getDescription() {
return description;
}
public int getCode() {
return this.code;
}
public static void main(String[] args) {
System.out.println(addRole(1, 2));
System.out.println(removeRole(3, 1));
System.out.println(hasRole(3, 1));
}
}
4.3 数据查询
假设在运营后台查询界面中，需要查询具有普通用户角色的用户数据，我们可以使用SQL语句如下
select * from user_role where (user_flag & 1) = user_flag;
select * from user_role where (user_flag & b'0001') = user_flag;
使用MyBatis语句如下
<select id="selectByUserRole" resultMap="BaseResultMap" parameterType="java.util.Map">
select * from user_role
where user_flag & #{userFlag} = #{userFlag}
</select>
<select id="selectByUserIdAndRole" resultMap="BaseResultMap" parameterType="java.util.Map">
select * from user_role
where id = #{userId} and user_flag & #{userFlag} = #{userFlag}
</select>
5 文章总结
本文我们从一个简单案例开始，分析了直接新增字段优缺点，使用新增字段方法，笔者遇到最多的问题就是在复杂业务场景中，如果新增字段数据需要新增对接工作量，增加了开发成本。
我们介绍了位图法，这样一个字段就可以表示多个含义，减少了字段冗余，节省了对接开发成本。当然位图法也有缺点，其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，大家可以根据需求场景选择使用。
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