Redis 数据结构——整数集合

本文详细介绍了Redis中整数集合(intset)的数据结构及其工作原理。整数集合能够存储不同类型的整数值,如int16_t、int32_t或int64_t,并确保集合内的元素不重复。文章还解释了整数集合的升级机制及其带来的灵活性和内存优化。

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(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。

    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;  //集合中包含的元素数量
    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,也即是contents数组的长度。

    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, 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-2 147 483 648, 最大值为2 147 483 647)。

 * 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-9 223 732 036 854 775 808, 最大值为9 223 372 036 854 775 807)。


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在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。

    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,并将新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质不变。

    3.将新元素添加到底层数组里面。


升级的好处

    整数集合的升级策略有两个好处,一个是提升整数集合的灵活性,另一个是尽可能地节约内存。


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。


 整数集合API

    104646_P9GW_1475335.png


总结

    整数集合是集合键的底层实现之一。

    整数集合的底层实现为数组,这个数组以有序,无重复的方式保存集合元素,在有需要时,程序会根据新添加元素的类型,改变这个数组的类型。

    升级操作作为整数集合带来了操作上的灵活性,并且尽可能地节约了内存。

    整数集合只支持升级操作,不支持降级操作。



    

    

转载于:https://my.oschina.net/lvhuizhenblog/blog/672047

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