Redis设计与实现 第 6 章 整数集合

第 6 章 整数集合

当一个集合只包含整数值元素，并且这个集合的元素数量不多时，Redis 会使用整数集合作为集合键的底层实现

127.0.0.1:6379> sadd numbers 1 3 5 7 9 11
(integer) 6
127.0.0.1:6379> object encoding numbers
"intset"

6.1 整数集合的实现

intset 是 Redis 用于保存整数值的集合抽象数据结构，可以保存 int16_t、int32_t、int64_t 的整数值，并保证集合中不会出现重复元素

intset.h/intset 结构表示一个整数集合

• contents：数组是整数集合的底层实现：

  intset 的每个元素都是 contents 数组的一个数组项，各个项在数组中按值的大小从小到大有序排列，并且数组中不包含任何重复项

• len：包含的元素数量，contents 数组的长度

• encoding：

  • content 数组虽然为 int8_t 类型，但实际并不保存，类型取决于 encoding 的值
  • INTSET_ENC_INT16：content 数组为int16_t 类型，[-32768, 32767]
  • INTSET_ENC_INT32：content 数组为int32_t 类型，[-2147483648, 2147483647]
  • INTSET_ENC_INT64：content 数组为int64_t 类型，[-9223372036854775808, 9223372036854775807]

当 contents 数组的类型确定了，无论数字大小，其都是当前确定的类型

6.2 升级

添加新元素，当其类型比现有的类型长时，需要进行升级，才能将新元素加入

1. 根据新元素类型，扩展整数集合底层数组的空间大小，并为新元素分配空间
2. 将底层数组现有的所有元素都转换成与新元素相同的类型，放在正确的位上，有序性质维持不变
3. 将新元素添加到底层数组里面

因为引发了升级，所以新元素大于现有的所有元素，新元素会被放置在 length - 1位置

6.3 升级的好处

6.3.1 提升灵活性

C 语言是静态类型结构，通常不会将两种不同类型的值放在同一数据结构里面

整数集合可以通过自动升级底层数组来适应新元素，可以随意将int16_t、int32_t、int64_t类型添加到集合中而不会出现类型错误

6.3.2 节约内存

整数集合可以同时保存三种理性的值，还确保升级操作在需要的时候进行，尽量节省内存

6.4 降级

升级之后不允许降级，即使大长度的值已经删除

6.5 整数列表集合 API