Redis 数据结构之整数集合

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

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 int64_t 的整数值,并保证集合中不会出现重复元素

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得大小从小到大有序排序,且数组中不包含任何重复项

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

一个包含五个 int16_t 类型整数值的整数集合

一个包含四个 int64_t 类型整数值的整数集合

升级

每当要将一个新元素添加到整数集合中,并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都长时,整数集合需要先升级,然后才能将新元素添加到整数集合内

升级整数集合并添加新元素共分三步进行:

  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,而且在放置元素的过程中,需要继续维持底层数组的有序性不变
  3. 将新元素添加到底层数组中
升级的好处
  • 提升灵活性: 因为整数集合可以通过自动升级底层数组来适应新元素,所以可以将不同类型的整数添加到集合中,而不必担心出现类型错误
  • 节约内存: 升级可以让集合同时保持 int16_t、int32_t 和 int64_t 三种不同类型的值,又可以确保升级只会在有必要时进行,这可以尽量节约内存(否则就是直接使用 int64_t 类型的数组)。例如,如果一直想整数集合添加 int16_t 类型的值,那么整数集合的底层实现就会一直是 int16_t 类型的数组,只有将 int32_t 或 int64_t 类型的值添加到集合时,才会升级

降级

整数集合不支持降级操作,一旦对数组进行了升级,编码就会一直保持升级后的状态