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。

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127.0.0.1:6379> SADD nums 1 2 3
(integer) 3
127.0.0.1:6379> OBJECT ENCODING nums
"intset"

定义

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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;
  • length：intset 集合包含的元素数量
  • contents：保存的元素数组。尽管声明的类型是 int8_t，但实际上 contents 数组的真正类型取决于 encoding 属性的值
    • 如果 encoding 的值为 INTSET_ENC_INT16，那么数组中的每个元素都是 int16_t 类型的整数值（-32768 ~ 32767）
    • 如果 encoding 的值为 INTSET_ENC_INT32，那么数组中的每个元素都是 int32_t 类型的整数值（-2147483648 ~ 2147483647）
    • 如果 encoding 的值为 INTSET_ENC_INT64，那么数组中的每个元素都是 int64_t 类型的整数值（-9223372036854775808 ~ 9223372036854775807）

上图是一个 intset 的结构示例。虽然 contents 保存的四个整数中，只有一个 -2675256175807981027 是 int64_t 类型的，其它三个值可以用 int16_t 来保存，但是根据整数集合的升级规则，当向一个底层为 int16_t 的集合添加一个 int64_t 的整数时，整数集合已有的所有元素都会被转换成 int64_t 类型，所以这个 contents 数组保存的四个整数值都是 int64_t 类型的。

升级

如果要一个 intset 能同时保存 int16_t 、int32_t 、int64_t 的整数，最简单的方法就是只用 int64_t 来保存整数，但这样的代价就是很容易浪费空间。

因此，每当我们要将一个新元素添加到整数集合里面，并且新元素的类型比整数集合现有所有元素的类型都要长时，整数集合需要先进行升级（upgrade），然后才能将新元素添加到整数集合里面。

升级整数集合并添加新元素共分为三步进行：

  1. 根据新元素的类型，扩展整数集合底层数组的空间大小，并为新元素分配空间。
  2. 将底层数组现有的所有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，而且在放置元素的过程中，需要继续维持底层数组的有序性质不变。
  3. 将新元素添加到底层数组里面。

另外，整数集合不支持降级操作，一旦对数组进行了升级，编码就会一直保持升级后的状态。

总结

  • 整数集合是集合键的底层实现之一。
  • 整数集合的底层实现为数组，这个数组以有序、无重复的方式保存集合元素，在有需要时，程序会根据新添加元素的类型，改变这个数组的类型。
  • 升级操作为整数集合带来了操作上的灵活性，并且尽可能地节约了内存。
  • 整数集合只支持升级操作，不支持降级操作。