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  • Redis源码解析:06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。

            intset可以保存类型为int16_t,int32_t,int64_t的整数值,并且保证集合中不会出现重复元素。

            整数集合的结构体定义在intset.h中:

    typedef struct intset {
        uint32_t encoding;
        uint32_t length;
        int8_t contents[];
    } intset;

            encoding表示intset中保存的整数的编码,共有三种编码,分别是:INTSET_ENC_INT16、INTSET_ENC_INT32和INTSET_ENC_INT64。三种编码的定义如下:

    #define INTSET_ENC_INT16 (sizeof(int16_t))
    #define INTSET_ENC_INT32 (sizeof(int32_t))
    #define INTSET_ENC_INT64 (sizeof(int64_t))

            注意,编码在保存时是按照小端的方式保存的,也就是说在大端系统中,还需要将实际的编码值翻转之后,才能存储到encoding中,比如:is->encoding =intrev32ifbe(INTSET_ENC_INT16); 其中intrev32ifbe表示将32位整数按照字节进行翻转。

     

            length表示intset中保存的整数个数。与encoding一样,它也是按照小端的方式保存的,在大端系统中,也需要将实际值翻转之后,才能存储到length中,比如:is->length = intrev32ifbe(len-1)。

     

             contents是柔性数组成员,它是整数集合的底层实现:整数集合中的每个元素都是contents数组的一个数组项,各个项在数组中按值从小到大有序地排列,并且数组中不包含任何重复项。

             虽然contents的类型是int8_t,但它可以保存类型为int16_t,int32_t,int64_t的整数值。可以将contents想象为一段连续的内存空间,该空间的实际大小是encoding*length。保存在contents中的整数,也是按照小端的方式保存的。

            如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT16,那contents中保存的整数就是int16_t类型,范围是[-32768,32767]。如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT32,那contents中保存的整数就是int32_t类型,范围是[-2147483648, 2147483647]。如果encoding属性的值为INTSET_ENC_INT64,那contents中保存的整数就是int64_t类型,范围是[-9223372036854775808,9223372036854775807]。

       

            将一个新元素添加到intset,且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要大时,整数集合需要先进行升级,然后才能将新元素添加到整数集合里面。升级intset并添加新元素的代码实现如下:

    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;
    
        /* First set new encoding and resize */
        is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
        is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
    
        /* Upgrade back-to-front so we don't overwrite values.
         * Note that the "prepend" variable is used to make sure we have an empty
         * space at either the beginning or the end of the intset. */
        while(length--)
            _intsetSet(is,length+prepend,_intsetGetEncoded(is,length,curenc));
    
        /* Set the value at the beginning or the end. */
        if (prepend)
            _intsetSet(is,0,value);
        else
            _intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
        is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
        return is;
    }

            该函数只有在升级插入时才会调用,也就是说新值value超出了is现有的编码范围,因此,value要么插入在索引0,要么插入在索引is->length。

            首先获取is当前的编码curenc,当前长度length,并根据value得到其合适的编码newenc,newenc成为is在升级插入value后的新编码;

            prepend用于升级is时,定位contents中原有元素的新索引。如果value为正数,则value需要插入到索引is->length中,因此prepend为0,表明contents原有元素的索引值保持不变。注意这并不意味着contents的内容保持不变,因为编码升级了,每个元素所占的内存空间也发生了变化,因此还需要重新设置每个索引的元素;

            若value为负数,则说明value要插入到索引0中,因此prepend为1,表明contents原有元素需要后移一个索引;

     

            然后更新is的encoding为newenc,并调用intsetResize重新申请is的空间;根据新的编码newenc,将is的contents中的原有元素,根据prepend的值重新放置;

            最后根据prepend值,将value插入到0或length处;并更新is的length属性。

       

            注意,intset不支持降级操作,一旦对intset进行了升级,编码就会一直保持升级后的状态。比如一个intset保存了1,2,3,4四个数,这四个数使用编码INTSET_ENC_INT16即可,后插入了4294967295,intset升级编码为INTSET_ENC_INT64。现在如果再把4294967295删除了,则intset中,虽然还是1,2,3,4四个数,但是编码依然保持为INTSET_ENC_INT64。

     

             有关intset其他的代码实现,可以参阅:

    https://github.com/gqtc/redis-3.0.5/blob/master/redis-3.0.5/src/intset.c


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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/gqtcgq/p/7247073.html
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