redis数据结构(五) - 整数集合intset

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，并且这个集合元素数量不多时，redis使用intset作为底层实现

一.整数集合当数据结构

            

 

             contents数组是整数集合的底层实现，整个集合的每个元素都是contents数组的一个数据项(item)，各个项在数组中按从小到大有序的排列，并且数组中元素不重复。

             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数组声明为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数组真正的类型取决于enconding属性的值

                     1.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，数组中的每一项都是int16_t类型的整数值(最小值为-32768，最大值为32767)

                     2.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，数组中的每一项都是int32_t类型的整数值(最小值为-2147483648，最大值为2147483647)

                     1.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，数组中的每一项都是int64_t类型的整数值(最小值为-9223372036854775808，最大值为9223372036854775807)

二.升级

            当我们要将一个新元素添加的整数集合中时，新元素的类型比现在集合中的现有所有元素的类型都长时，整数集合就先要升级，然后才能将新元素插入到整数集合中

            1.升级集合并添加元素共分为三步进行

                     a.根据新元素类型，扩展整数集合底层数组空间大小，并为新元素分配空间

                     b.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置上，并且在放置元素的过程中，要维持底层数组的有序性。

                     c.将新元素添加到底层数组里面

                     每次向集合中添加元素都可能引起升级，每次升级都需要对底层数组中已有的所有元素进行类型转换，所以添加新元素时的时间复杂度O(N);

            2.升级的好处

                     a.提升灵活性

                               因为C语言是静态类型语言，为了避免类型错误，我们通常不会将两种不同类型的值放在同一个结构里面，但是因为整数集合通过自动升级底层数组来适应新元素，而不必担心类型错误，所以这种做法很灵活。

                     b.节约内存

                              整数集合现在的做法既可以让集合能同时保存三种不同类型的值，又可以确保升级操作只会在需要的时候进行，这可以尽量节约内存；

三.降级

           整数集合不支持降级，一旦对数组进行了升级，编码就会一直保持升级后的状态；

 

 

    本文摘自《redis设计与实现》 黄健宏 著