Redis源码剖析（六）整数集合

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，同时底层数组中的元素按从小到大的顺序排列。

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;

以下展示了一个整数集合的示例：

• encoding 属性的值为 INTSET_ENC_INT16 ，表示集合保存的都是 int16_t 类型的整数值。
• length 属性的值为 5 ， 表示整数集合包含五个元素。
• contents 数组按从小到大的顺序保存着集合中的五个元素。

升级

升级分为以下几步进行：

• 根据新元素的类型， 扩展底层数组的空间大小， 并为新元素分配空间。
• 将底层数组的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上。
• 添加新元素到底层数组。

static intset *intsetUpgradeAndAdd(intset *is, int64_t value) {
    
    // 当前的编码方式
    uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding);

    // 新值所需的编码方式
    uint8_t newenc = _intsetValueEncoding(value);

    // 当前集合的元素数量
    int length = intrev32ifbe(is->length);
// 进行升级时，value 要么大于集合中的所有元素，要么小于集合中的所有元素
　　 int prepend = value < 0 ? 1 : 0;

    // 更新集合的编码方式
    is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
    // 根据新编码对集合（的底层数组）进行空间调整
    is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
//原先元素类型转换
    while(length--)
        _intsetSet(is,length+prepend,_intsetGetEncoded(is,length,curenc));

    // 设置新值，根据 prepend 的值来决定是添加到数组头还是数组尾
    if (prepend)
        _intsetSet(is,0,value);
    else
        _intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);

    // 更新整数集合的元素数量
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);

    return is;
}

对于是否升级在添加元素时进行判断：

intset *intsetAdd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success) {

    .......

    // 如果 value 的编码比整数集合现在的编码要大，进行升级
    if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) {

        return intsetUpgradeAndAdd(is,value);

    } else {
        // 运行到这里，表示整数集合现有的编码方式适用于 value
        // 正常插入元素操作    
    }
　　.......
}

需要注意的是，整数集合不支持降级操作，一旦升级，编码会一直保持升级后的状态。

整数集合的编码有以下几种：

/*
 * intset 的编码方式
 */
#define INTSET_ENC_INT16 (sizeof(int16_t))
#define INTSET_ENC_INT32 (sizeof(int32_t))
#define INTSET_ENC_INT64 (sizeof(int64_t))