Redis 源码分析整数集合(intset)

本文涉及的产品
云数据库 Tair(兼容Redis),内存型 2GB
Redis 开源版,标准版 2GB
推荐场景:
搭建游戏排行榜
简介: Redis 源码分析整数集合(intset)

整数集合(intset)



整数集合 intset 是 redis 中用于保存整数集合的数据类型,他可以保存为 16、32、或者 64 的整数值,且保证集合中不会出现重复的元素


/* 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))
/* Return the required encoding for the provided value. */
static uint8_t _intsetValueEncoding(int64_t v) {
    if (v < INT32_MIN || v > INT32_MAX)
        return INTSET_ENC_INT64;
    else if (v < INT16_MIN || v > INT16_MAX)
        return INTSET_ENC_INT32;
    else
        return INTSET_ENC_INT16;
}


inset.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;


一个包含五个 int16_t 类型整数值的整数集合:


image.png


数据操作



1、数据查找


intset 查找(intsetSearch)采用的是折半查找方式,时间复杂度为 O(logN)


while(max >= min) {
  mid = ((unsigned int)min + (unsigned int)max) >> 1;
  cur = _intsetGet(is,mid);
  if (value > cur) {
    min = mid+1;
  } else if (value < cur) {
    max = mid-1;
  } else {
    break;
  }
}


2、插入与升级


当插入元素大于当前 intset 类型时,为了防止溢出,会对其进行升级操作。比如:向一个底层为 int_16_t 的整数集合中添加一个 int64_t 类型的整数值是,整数集合已有的所有原属都会转换为 int64_t 。


/* 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. */
    if (valenc > intrev32ifbe(is->encoding)) {
        /* This always succeeds, so we don't need to curry *success. */
        return intsetUpgradeAndAdd(is,value);
    } else {
        /* 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;
        }
        is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
        if (pos < intrev32ifbe(is->length)) intsetMoveTail(is,pos,pos+1);
    }
    _intsetSet(is,pos,value);
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}


升级并添加新元素到 intset . 代码如下所示:


/* 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);
    int prepend = value < 0 ? 1 : 0;
    /* First set new encoding and resize */
    is->encoding = intrev32ifbe(newenc);
    is = intsetResize(is,intrev32ifbe(is->length)+1);
    /* 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));
    /* Set the value at the beginning or the end. */
    if (prepend)
        _intsetSet(is,0,value);
    else
        _intsetSet(is,intrev32ifbe(is->length),value);
    is->length = intrev32ifbe(intrev32ifbe(is->length)+1);
    return is;
}


升级整数集合并且添加新元素一共分为三个步骤:


1)根据新元素的类型,拓展整数集合底层数组的空间大小,并且为新元素分配空间。


2)将底层数组现有的元素都转成新原属相同的类型,并且将转换后的元素放置到正确的位上,而且放置元素的过程中,需要继续位置数组的有序性质不变。


3)将新元素加入到底层数组里面。


intset 操作优点



  1. 提升灵活性


可以通过自动升级底层数组来适应新的元素,所以可以将任意类型添加到集合,而不必贪心类型错误


  1. 节约内存


不同类型采用不同的类型的空间对其存储,从而避免空间浪费


  • 降级:不支持降级
  • 添加和删除


均需要进行 realloc 操作,因此慎用。


相关实践学习
基于Redis实现在线游戏积分排行榜
本场景将介绍如何基于Redis数据库实现在线游戏中的游戏玩家积分排行榜功能。
云数据库 Redis 版使用教程
云数据库Redis版是兼容Redis协议标准的、提供持久化的内存数据库服务,基于高可靠双机热备架构及可无缝扩展的集群架构,满足高读写性能场景及容量需弹性变配的业务需求。 产品详情:https://www.aliyun.com/product/kvstore &nbsp; &nbsp; ------------------------------------------------------------------------- 阿里云数据库体验:数据库上云实战 开发者云会免费提供一台带自建MySQL的源数据库&nbsp;ECS 实例和一台目标数据库&nbsp;RDS实例。跟着指引,您可以一步步实现将ECS自建数据库迁移到目标数据库RDS。 点击下方链接,领取免费ECS&amp;RDS资源,30分钟完成数据库上云实战!https://developer.aliyun.com/adc/scenario/51eefbd1894e42f6bb9acacadd3f9121?spm=a2c6h.13788135.J_3257954370.9.4ba85f24utseFl
相关文章
|
28天前
|
存储 NoSQL 关系型数据库
Redis 集合(Set)
10月更文挑战第17天
36 5
|
1月前
|
存储 分布式计算 NoSQL
大数据-40 Redis 类型集合 string list set sorted hash 指令列表 执行结果 附截图
大数据-40 Redis 类型集合 string list set sorted hash 指令列表 执行结果 附截图
27 3
|
1月前
|
消息中间件 分布式计算 NoSQL
大数据-41 Redis 类型集合(2) bitmap位操作 geohash空间计算 stream持久化消息队列 Z阶曲线 Base32编码
大数据-41 Redis 类型集合(2) bitmap位操作 geohash空间计算 stream持久化消息队列 Z阶曲线 Base32编码
27 2
|
2月前
|
存储 NoSQL Redis
6)深度解密 Redis 的集合(Set)
6)深度解密 Redis 的集合(Set)
52 1
|
3月前
|
存储 NoSQL 算法
Redis6入门到实战------ 三、常用五大数据类型(列表(List)、集合(Set)、哈希(Hash)、Zset(sorted set))
这是关于Redis 6入门到实战的文章,具体内容涉及Redis的五大数据类型:列表(List)、集合(Set)、哈希(Hash)、有序集合(Zset(sorted set))。文章详细介绍了这些数据类型的特点、常用命令以及它们背后的数据结构。如果您有任何关于Redis的具体问题或需要进一步的帮助,请随时告诉我。
|
1月前
|
存储 缓存 NoSQL
数据的存储--Redis缓存存储(一)
数据的存储--Redis缓存存储(一)
|
1月前
|
存储 缓存 NoSQL
数据的存储--Redis缓存存储(二)
数据的存储--Redis缓存存储(二)
数据的存储--Redis缓存存储(二)
|
1月前
|
消息中间件 缓存 NoSQL
Redis 是一个高性能的键值对存储系统,常用于缓存、消息队列和会话管理等场景。
【10月更文挑战第4天】Redis 是一个高性能的键值对存储系统,常用于缓存、消息队列和会话管理等场景。随着数据增长,有时需要将 Redis 数据导出以进行分析、备份或迁移。本文详细介绍几种导出方法:1)使用 Redis 命令与重定向;2)利用 Redis 的 RDB 和 AOF 持久化功能;3)借助第三方工具如 `redis-dump`。每种方法均附有示例代码,帮助你轻松完成数据导出任务。无论数据量大小,总有一款适合你。
74 6
|
8天前
|
缓存 NoSQL 关系型数据库
大厂面试高频:如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题
本文详解缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发及缓存预热等问题,提供高可用解决方案,帮助你在大厂面试和实际工作中应对这些常见并发场景。关注【mikechen的互联网架构】,10年+BAT架构经验倾囊相授。
大厂面试高频:如何解决Redis缓存雪崩、缓存穿透、缓存并发等5大难题
|
10天前
|
存储 缓存 NoSQL
【赵渝强老师】基于Redis的旁路缓存架构
本文介绍了引入缓存后的系统架构,通过缓存可以提升访问性能、降低网络拥堵、减轻服务负载和增强可扩展性。文中提供了相关图片和视频讲解,并讨论了数据库读写分离、分库分表等方法来减轻数据库压力。同时,文章也指出了缓存可能带来的复杂度增加、成本提高和数据一致性问题。
【赵渝强老师】基于Redis的旁路缓存架构