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Redis set


集合编码

集合对象的底层数据结构有两种:intset 和 hashtable。内部通过编码来进行区分:

编码属性 描述 object encoding 命令返回值
OBJ_ENCODING_INTSET 使用整数集合实现的集合对象 intset
OBJ_ENCODING_HT 使用字典实现的集合对象 hashtable

intset

intset(整数集合)可以保存类型为 int16_t、int32_t、int64_t 的整数值,并且保证集合中没有重复元素。

intset 数据结构定义如下(源码 inset.h 内):

typedef struct intset {   
    uint32_t encoding;//编码方式   
    uint32_t length;//当前集合中的元素数量   
    int8_t contents[];//集合中具体的元素   
} intset;   

下图就是一个 intset 的集合对象简图:

  • encoding

在 intset 内部的 encoding 记录了当前整数集合的数据存储类型,主要有三种:

INTSET_ENC_INT16:此时 contents[] 内的每个元素都是一个 int16_t 类型的整数值,范围是:-32768 ~ 32767(-2 的 15 次方 ~ 2 的 15 次方 - 1)。
INTSET_ENC_INT32:此时 contents[] 内的每个元素都是一个 int32_t 类型的整数值,范围是:-2147483648 ~ 2147483647(-2 的 31 次方 ~ 2 的 31 次方 - 1)。
INTSET_ENC_INT64:此时 contents[] 内的每个元素都是一个 int64_t 类型的整数值,范围是:-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807(-2 的 63 次方 ~ 2 的 63 次方 - 1)。
contents[]

contents[] 虽然结构上的定义写的是 int8_t 类型,但实际存储类型是由上面的 encoding 来决定的。

  • 整数集合的升级

假如一开始整数集合中的元素都是 16 位的,采用了 int16_t 类型来存储,此时需要再存储一个 32 位的整数,那么就需要对原先的整数集合进行升级,升级之后才能将 32 位的整数存储到整数集合内。这就涉及到了整数集合的类型升级,升级过程主要有 4 个步骤:

根据新添加元素的类型来扩展底层数组空间的大小,按照升级后现有元素的位数来分配新的空间。
将现有的元素进行类型转换,并将转换类型后的元素从后到前逐个重新放回到数组内。
将新元素放到数组的头部或者尾部(因为触发升级的条件就是当前数组的整数类型无法存储新元素,所以新元素要么比现有元素都大,要么就比现有元素都小)。
将 encoding 属性修改为最新的编码,并且同步修改 length 属性。
PS:和字符串对象的编码一样,整数集合的类型一旦发生升级,将会保持编码,无法降级。

hashtable

见:Redis hashtable

intset 和 hashtable 编码转换

当一个集合满足以下两个条件时,Redis 会选择使用 intset 编码:

  1. 集合对象保存的所有元素都是整数值。
  2. 集合对象保存的元素数量小于等于 512 个(这个阈值可以通过配置文件 set-max-intset-entries 来控制)。

一旦集合中的元素不满足上面两个条件,则会选择使用 hashtable 编码。