Redis设计与实现-第6章-整数集合

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整数集合（intset）是集合键的底层实现之一，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就会使用整数集合作为集合键的底层实现。

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redis> SADD numbers 1 3 5 7 9
(integer) 5

redis> OBJECT ENCODING numbers
"intset"

整数集合的实现

整数集合是Redis用于保存整数值的集合抽象数据结构，它可以保存类型为int16_t、int32_t或者int64_t的整数值，并且保证集合中不会出现重复元素。

每个intset.h/intset结构表示一个整数集合：

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typedef struct intset {
    // 编码方式
    uint32_t encoding;
    // 集合包含的元素数量
    uint32_t length;
    // 保存元素的数组
    int8_t contents[];
} intset;

contents数组是整数集合的底层实现：整数集合的每个元素都是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地排列，并且数组中不包含任何重复项。

升级

每当我们要将一个新元素添加到整数集合里面，并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的的类型都要长时，整数集合需要先进行升级，然后才能将新元素添加到整数集合里面。

  1. 根据新元素的类型，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，并将类型转换后的元素放置到正确的位上（从后往前），而且在放置元素的过程中，需要继续位置底层数组的有序性质不变。
  3. 将新元素添加到底层数组里面。
  4. 将encoding属性更改。
  5. 整数集合添加新元素的时间复杂度为O(N)。
  6. 因为引发升级的元素要么最大要么最小，所有它的位置要么是0要么是length-1。

升级的好处

  1. 提升整数集合的灵活性
  2. 尽可能地节约内存

降级

整数集合不支持降级操作