intset 和 dict 都是 sadd 命令的底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)添加的所有數(shù)據(jù)都是整數(shù)時(shí)，會(huì)使用前者；否則使用后者。特別的，當(dāng)遇到添加數(shù)據(jù)為字符串，即不能表示為整數(shù)時(shí)，Redis 會(huì)把數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為 dict，即把 intset 中的數(shù)據(jù)全部搬遷到 dict。

本片展開的是 intset，dict 的文章可以參看之前寫的《Redis 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) dict》。

intset 結(jié)構(gòu)體

intset 底層本質(zhì)是一個(gè)有序的、不重復(fù)的、整型的數(shù)組，支持不同類型整數(shù)。

typedef struct intset {
// 每個(gè)整數(shù)的類型
uint32_t encoding;
// intset 長(zhǎng)度
uint32_t length;
// 整數(shù)數(shù)組
int8_t contents[];
} intset;

結(jié)構(gòu)體中 intset.contents 數(shù)組沒有指定長(zhǎng)度，這樣是為了方便分配釋放內(nèi)存。encoding 能下面的三個(gè)值：分別是 16，32 和 64 位整數(shù)：

/* Note that these encodings are ordered, so:
* INTSET_ENC_INT16 < INTSET_ENC_INT32 < INTSET_ENC_INT64. */
#define INTSET_ENC_INT16 (sizeof(int16_t))
#define INTSET_ENC_INT32 (sizeof(int32_t))
#define INTSET_ENC_INT64 (sizeof(int64_t))

intset 搜索

intset 是有序的整數(shù)數(shù)組，可以用二分搜索查找。

static uint8_t intsetSearch(intset *is, int64_t value, uint32_t *pos) {
   int min = 0, max = intrev32ifbe(is->length)-1, mid = -1;
   int64_t cur = -1;
   /* The value can never be found when the set is empty */
   // 集合為空
      if (intrev32ifbe(is->length) == 0) {
      if (pos) *pos = 0;
         return 0;
      } else {
      /* Check for the case where we know we cannot find the value,
      * but do know the insert position. */
      // value 比最大元素還大
      if (value > _intsetGet(is,intrev32ifbe(is->length)-1)) {
      if (pos) *pos = intrev32ifbe(is->length);
      return 0;
      // value 比最小元素還小
      } else if (value < _intsetGet(is,0)) {
      if (pos) *pos = 0;
      return 0;
      }
   }
   // 熟悉的二分查找
   while(max >= min) {
      mid = (min+max)/2;
      cur = _intsetGet(is,mid);
   if (value > cur) {
      min = mid+1;
   } else if (value < cur) {
      max = mid-1;
   } else {
      break;
      }
   }
   if (value == cur) {
   if (pos) *pos = mid;
      return 1;
   } else {
   if (pos) *pos = min;
      return 0;
   }
}

intset 插入

intset 實(shí)現(xiàn)中比較有意思的是插入算法部分。

/* Insert an integer in the intset */
intset *intsetAdd(intset *is, int64_t value, uint8_t *success) {
uint8_t valenc = _intsetValueEncoding(value);
uint32_t pos;
if (success) *success = 1;
    /* Upgrade encoding if necessary. If we need to upgrade, we know that
    * this value should be either appended (if > 0) or prepended (if < 0),
    * because it lies outside the range of existing values. */
    // 需要插入整數(shù)的所需內(nèi)存超出了原有集合整數(shù)的范圍，即內(nèi)存類型不同，
    // 則升級(jí)整數(shù)類型
    if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) {
    /* This always succeeds, so we don't need to curry *success. */
        return intsetUpgradeAndAdd(is,value);
    // 正常，分配內(nèi)存，插入
    } else {
    // intset 內(nèi)部不允許重復(fù)
    /* Abort if the value is already present in the set.
    * This call will populate "pos" with the right position to insert
    * the value when it cannot be found. */
    if (intsetSearch(is,value,&pos)) {
    if (success) *success = 0;
        return is;
    }
    // realloc
    is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
    // 遷移內(nèi)存，騰出空間給新的數(shù)據(jù)。intsetMoveTail() 完成內(nèi)存遷移工作
    if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetMoveTail(is,pos,pos+1);
    }
    // 在騰出的空間中設(shè)置新的數(shù)據(jù)
        _intsetSet(is,pos,value);
    // 更新intset size
        is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}

整數(shù)數(shù)組有可能遇到需要升級(jí)的時(shí)候，譬如往 int32_t 數(shù)組插入一個(gè) ing64_t 整數(shù)的時(shí)候。當(dāng)插入數(shù)據(jù)的內(nèi)存占用比原有數(shù)據(jù)大的時(shí)候，intsetUpgradeAndAdd() 會(huì)被調(diào)用。

/* Upgrades the intset to a larger encoding and inserts the given integer. */
static intset *intsetUpgradeAndAdd(intset *is, int64_t value) {
    uint8_t curenc = intrev32ifbe(is->encoding);
    uint8_t newenc = _intsetValueEncoding(value);
    int length = intrev32ifbe(is->length);
    // value<0 頭插，value>0 尾插
    int prepend = value < 0 ? 1 : 0;
    // realloc
    /* First set new encoding and resize */
    is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
    is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
    // 逆向處理，防止數(shù)據(jù)被覆蓋，一般的插入排序步驟
    /* 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));
    // value<0 放在集合開頭，否則放在集合末尾。
    // 因?yàn)椋撕瘮?shù)是對(duì)整數(shù)所占內(nèi)存進(jìn)行升級(jí)，意味著value 不是在集合中最大就是最??！
    /* Set the value at the beginning or the end. */
    if (prepend)
        _intsetSet(is,0,value);
    else
        _intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
    // 更新set size
        is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}