redis 整数集合

最新推荐文章于 2024-07-08 10:13:31 发布

qq_35728402

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Redis中的整数集合是一种节约内存的集合实现方式，其特点包括根据encoding动态调整数据宽度，不预分配空间，每次添加元素会重新计算encoding并可能重新分配内存。整数集合在编码和结构上保证了灵活性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

整数集合是redis集合的实现方式之一
主要好处是灵活、节约内存空间

整数集合类定义

集合种存储的数据宽度是根据encoding来定义的，如果等于INTSET_ENC_INT16数据宽度为16位，INTSET_ENC_INT32是32位，INTSET_ENC_INT64是32位

typedef struct intset {
	//编码方式
	//主要有3种编码格式：INTSET_ENC_INT16、INTSET_ENC_INT32、INTSET_ENC_INT64
    uint32_t encoding;

	//集合中的数量
    uint32_t length;

	//保存的值
    int8_t contents[];
} intset;

整数集合结构图

如下图所示：
encoding = INSET_ENC_INT16标示contents中存储的数据宽度为16位，length=5 标示当前集合中有5个元素
contents存储具体的数据
在这里插入图片描述

整数集合的特点

整数集合不会预分配空间，每次添加数据，都会重新计算encoding，重新分配空间
整数集合不会降级

代码分析

可以从以下代码看出，不论encoding是否变化，只要插入元素就会重新分配内存

//向整数集合中插入数据
intset *intsetAdd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success) {
	//计算新增值的encoding
    uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
    uint32_t pos;
    if (success) *success = 1;

    //如果新增的值的encoding大于当前整数集合的encoding
    if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) {
        return intsetUpgradeAndAdd(is,value);
    } else {
        //返回当前值应该插入的位置，如果已存在直接返回
        if (intsetSearch(is,value,&pos)) {
            if (success) *success = 0;
            return is;
        }

		//重新分配内存
        is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
        if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetMoveTail(is,pos,pos+1);
    }

	//设置值
    _intsetSet(is,pos,value);
    //设置整数集合的长度
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}

//升级encoding并插入value
static intset *intsetUpgradeAndAdd(intset *is, int64_t value) {
    uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding);
    uint8_t newenc = _intsetValueEncoding(value);
    int length = intrev32ifbe(is->length);
    int prepend = value < 0 ? 1 : 0;

    //设置新的encoding
    is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
	//重新分配空间
    is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
	
	//因为是upgrade，所以新增的数据只可能在两端，如果prepend=1则预留第一个位置，否则预留最后一个位置
    while(length--)
        _intsetSet(is,length+prepend,_intsetGetEncoded(is,length,curenc));

    //设置元素值
    if (prepend)
        _intsetSet(is,0,value);
    else
        _intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);

	//设置整数集合长度
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}

//重新分配整数集合的大小
static intset *intsetResize(intset *is, uint32_t len) {
	//计算元素大小
    uint32_t size = len*intrev32ifbe(is->encoding);
    is = zrealloc(is,sizeof(intset)+size);
    return is;
}

void *zrealloc(void *ptr, size_t size) {
#ifndef HAVE_MALLOC_SIZE
    void *realptr;
#endif
    size_t oldsize;
    void *newptr;

    if (size == 0 && ptr != NULL) {
        zfree(ptr);
        return NULL;
    }
    if (ptr == NULL) return zmalloc(size);
#ifdef HAVE_MALLOC_SIZE
    oldsize = zmalloc_size(ptr);
    newptr = realloc(ptr,size);
    if (!newptr) zmalloc_oom_handler(size);

    update_zmalloc_stat_free(oldsize);
    update_zmalloc_stat_alloc(zmalloc_size(newptr));
    return newptr;
#else
    realptr = (char*)ptr-PREFIX_SIZE;
    oldsize = *((size_t*)realptr);
    newptr = realloc(realptr,size+PREFIX_SIZE);
    if (!newptr) zmalloc_oom_handler(size);

    *((size_t*)newptr) = size;
    update_zmalloc_stat_free(oldsize+PREFIX_SIZE);
    update_zmalloc_stat_alloc(size+PREFIX_SIZE);
    return (char*)newptr+PREFIX_SIZE;
#endif
}