前言
本文将对Redis的Set数据类型的底层实现进行介绍。
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:
redis> SADD numbers 1 3 4 5 6
(integer) 5
redis> OBJECT ENCODING numbers
"intset"
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。
intset 结构定义如下：
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属性记录了整数集合包含的元素数量，也即是contents数组的长度。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。
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)
例如，一个整数集合示例如下：
encoding属性的值为INTSETENC_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contents数组按从小到大的顺序保存着集合中的五个元素- 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
升级
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。
因为每次向整数集合添加新元素都可能会引起升级，而每次升级都需要对底层数组中已有的所有元素进行类型转换,所以向整数集合添加新元素的时间复杂度为O(N)。
其他类型的升级操作，比如从INTSET_ENC_INT16编码升级为INTSET_ENC_INT64编码，或者从INTSET_ENC_INT32编码升级为INTSET_ENC_INT64编码,升级的过程都是一样的。
好处
整数结合的升级策略有两个好处，一个是提升整数集合的灵活性，另一个是尽可能的节约内存。
提升灵活性
因为C语言是静态类型语言，为了避免类型错误，我们通常不会将两种不同类型的值放在同一个数据结构里面。
节约内存
如果不使用升级策略，让一个数组同时保存三种类型的值，最简单的做法就是直接使用最大的类型作为集合的底层实现。这样一来 ，即使添加到集合中的都是较小类型的值，数组也使用最大类型的空间去保存数据，造成内存浪费。
而整数集合既可以让集合能同时保存三种不同类型的值，又可以确保升级操作只会在有需要时进行，这样可以尽量节省内存。
降级
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。
小结
整数集合(intset) 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。并且整数集合只支持升级操作，不支持降级操作。
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