深入理解倒排索引原理：从 BitSet 到实际应用
BitSet：倒排索引的空间优化利器
BitSet是一种按需动态增长的位向量，它的值仅为 0 或 1，分别对应着 false 和 true。在倒排索引的场景下，BitSet 具有独特的优势，它仅用 1 位来表示一个数据是否出现过，0 代表未出现，1 则表示出现过。这种表示方式极大地缩小了数据存储空间。
我们通过一个简单的计算来直观感受其空间优化效果。已知 1G 的存储空间换算成比特（bit）为：1G = 8 * 1024 * 1024 * 1024 = 8.58 * 10^9 bit，这意味着 1G 空间大约可以表示 85 亿个数。
与之对比，如果要存储 85 亿个 Long 类型的数据，由于每个 Long 类型数据占用 8 字节（Byte），而 1 字节等于 8 比特，所以所需空间为：85 亿 * 8 / 1024 / 1024 / 1024 = 64G。可以明显看出，使用 BitSet 来表示数据的出现情况，在存储空间上具有巨大的优势，这对于处理大规模数据的倒排索引来说至关重要。
倒排索引在 JSF 请求条件中的应用示例
假设我们有一个基于倒排索引的系统，处理JSF请求条件，例如：category = 电视，union = uid1，venderId = vid1。下面我们来看具体的倒排索引构建以及相关运算过程。
1、构建倒排索引
我们构建了如下的倒排索引结构：
index1：category -> 电视 -> 1 1 0
index2：category -> default -> 0 0 0
index3：unionId -> uid1 -> 1 0 0
index4：unionId -> default -> 0 0 0
index5：venderId -> default -> 1 1 1
这里的每一个 index 都代表了一个特定条件下的数据分布情况，其中的 1 和 0 分别表示对应的数据在该条件下是否出现。
2、运算过程
我们的目标是根据给定的请求条件进行逻辑运算，运算式为：(index1 or index2) and (index3 or index4) and index5。
A、(index1 or index2)：对 index1 和 index2 进行 “或” 运算。“或” 运算的规则是只要对应位上有一个为 1，结果即为 1。所以运算结果为：1 1 0。
B、(index3 or index4)：同理，对 index3 和 index4 进行 “或” 运算，结果为：1 0 0。
C、((index1 or index2) and (index3 or index4))：对上一步得到的两个结果进行 “与” 运算。“与” 运算要求对应位上都为 1 时，结果才为 1。所以这一步的结果为：1 0 0。
D、((index1 or index2) and (index3 or index4)) and index5：最后，将上一步结果与 index5 进行 “与” 运算，最终得到结果：1 0 0，我们将其记为 Result: R1。
这个最终结果 R1 代表了满足所有给定 JSF 请求条件的数据分布情况。通过这样的倒排索引结构和逻辑运算，系统能够快速准确地从大规模数据中筛选出符合特定条件的数据。
倒排索引借助 BitSet 这种高效的数据结构，在空间占用和查询效率上都展现出了巨大的优势。