Redis中的整数集合

整数集合

  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。

  举个例子，如果我们创建一个只包含五个元素的集合键，并且集合中的所有元素都是整数值，那么这个集合键的底层实现就会是整数集合：

127.0.0.1:6379> SADD nos 1 3 2 4 8
(integer) 5
127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING nos
"intset"

整数集合的实现

  整数集合(intset)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：

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

  length属性记录了整数集合包含的元素数量。

  虽然intset结构将contents属性声明为int8_t类型的数组，但实际上contents数组并不保存任何int8_t类型的值，contents数组的真正类型取决于encoding属性的值：

• 如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT16，那么contents就是一个int16_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int16_t类型的整数值(最小值为-32768，最大值为32767)。
• 如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT32，那么contents就是一个int32_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int32_t类型的整数值(最小值为-2147483648，最大值为2147483647)。
• 如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64，那么contents就是一个int64_t类型的数组，数组里的每个项都是一个int64_t类型的整数值(最小值为-9223372036854775808，最大值为9223372036854775807)。

  一个整数集合示例：

• encoding属性的值为INTSET_ENC_INT16，表示整数集合的底层实现为int16_t类型的数组，而集合保存的都是int16_t类型的整数值。
• length属性的值为5，表示整数集合包含五个元素。
• 因为每个集合元素都是int16_t类型的整数值，所以contents数组的大小等于sizeof(int16_t) * 5 = 16 * 5 = 80位。

  另一个整数集合的例子：

• encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64，表示整数集合的底层实现为int64_t类型的数组，而集合保存的都是int64_t类型的整数值。
• length属性的值为4，表示整数集合包含四个元素。
• 因为每个集合元素都是int64_t类型的整数值，所以contents数组的大小等于sizeof(int64_t) * 4 = 64 * 4 = 256位。

  虽然contents数组保存的四个整数值中，只有-2675256175807981027是真正需要用int64_t类型来保存的，而其他的1、3、5三个值都可以用int16_t类型来保存，不过根据整数集合的升级规则，当向一个底层为int16_t数组的整数集合添加一个int64_t类型的整数值时，整数集合已有的所有元素都会被转换成int64_t类型，所以contents数组保存的四个整数值都是int64_t类型的。

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