Redis中的整数集合

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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。

举个例子，如果我们创建一个只包含五个元素的集合键，并且集合中的所有元素都是整数值，那么这个集合键的底层实现就会是整数集合：

127.0.0.1:6379> SADD nos 1 3 2 4 8
(integer) 5
127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING nos
"intset"

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。

每个 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。

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 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 -2147483648，最大值为 2147483647)。
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 -9223372036854775808，最大值为 9223372036854775807)。

一个整数集合示例：

Redis 中的整数集合

encoding 属性的值为 INTSET_ENC_INT16，表示整数集合的底层实现为 int16_t 类型的数组，而集合保存的都是 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。
因为每个集合元素都是 int16_t 类型的整数值，所以 contents 数组的大小等于 sizeof(int16_t) * 5 = 16 * 5 = 80 位。

另一个整数集合的例子：

Redis 中的整数集合

encoding 属性的值为 INTSET_ENC_INT64，表示整数集合的底层实现为 int64_t 类型的数组，而集合保存的都是 int64_t 类型的整数值。
length 属性的值为 4，表示整数集合包含四个元素。
因为每个集合元素都是 int64_t 类型的整数值，所以 contents 数组的大小等于 sizeof(int64_t) * 4 = 64 * 4 = 256 位。

虽然 contents 数组保存的四个整数值中，只有 -2675256175807981027 是真正需要用 int64_t 类型来保存的，而其他的 1、3、5 三个值都可以用 int16_t 类型来保存，不过根据整数集合的升级规则，当向一个底层为 int16_t 数组的整数集合添加一个 int64_t 类型的整数值时，整数集合已有的所有元素都会被转换成 int64_t 类型，所以 contents 数组保存的四个整数值都是 int64_t 类型的。

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