Redis(5) —— 底层数据结构 —— intset（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之一

1. 整数集合的作用

1. 集合键的底层实现之一（集合元素数量少，且全为整数）

2.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{
    //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:

• 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列，并且数组中不含重复项
• 虽然 intset 结构将 contents 属性声明为 int8_t 类型的数组，但 contents 数组的类型区别于 encoding 属性的值

lenght:

• lenghth 属性记录了整数集合中所包的元素的数量，也就是 contents 数组的长度

encoding:

• encoding 决定数组 contents 的类型
• 如果 encoding 为 INSET_ENC_INT16, 那么 contents 就为一个 int16_t 类型的数组
• 如果 encoding 为 INSET_ENC_INT32, 那么 contents 就为一个 int32_t 类型的数组
• 如果 encoding 为 INSET_ENC_INT64, 那么 contents 就为一个 int64_t 类型的数组

3. 数组升级

当一个新元素加入到数组中，新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要长时，整数集合需要先进行升级（upgrade），然后才能将新元素添加到整数集合里面

升级数组的步骤:

1. 根据新元素的类型，扩展整数数组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
3. 将新元素添加到底层数组里面
   • 在新元素比现有所有元素都小的情况下，元素放在数组头部
   • 在新元素比现有所有元素都大的情况下，元素放在数组尾部

4. 升级的好处

• 提升灵活性：因为自动升级的特性，可以将 int16_t, int32_t, int64_t 随意放进集合，不用担心类型错误
• 节约内存：只有在需要的时候才会升级，这可以在不需要升级的时候尽量节省内存

5. 降级

整数集合不支持降级操作

参考资料

[1].《Redis 设计与实现》