Redis从入门到放弃系列(四) Set

Stella981
• 阅读 666

Redis从入门到放弃系列(四) Set

本文例子基于:5.0.4 Set是Redis中一种比较常见的数据结构,当存储的member为十进制64位有符号整数范围内的整数的字符串的时候其实现为intset,其他为hashtable

Redis从入门到放弃系列(三) List

首先让我们来看一下该如何在redis里面使用Set类型

//设置key的集合中的值为member
sadd key member [member ...]

代码示例:

> sadd books java python c
(integer) 3
//当我们重复添加相同的数据的时候,redis返回为0
> sadd books java python c
(integer) 0
----------------------------------
//返回books集合的所有元素
>smembers books 
1) "c"
2) "python"
3) "java"
----------------------------------
//判断某个元素是否在集合里面
>sismember books c
(integer) 1
>sismember books 99
(integer) 0
----------------------------------
//两个集合的交集
> sadd new_books java c++ R
(integer) 3
> SINTER books new_books
1) "java"
----------------------------------
//两个集合的并集
> SUNION books new_books
1) "java"
2) "python"
3) "c"
4) "c++"
5) "R"
//两个集合的差集
> SMEMBERS books
1) "c"
2) "python"
3) "java"
> SMEMBERS new_books
1) "R"
2) "c++"
3) "java"
>  SDIFF books new_books
1) "python"
2) "c"
>  SDIFF new_books books
1) "R"
2) "c++"

至此,redis set的用法先告一段落.


源码解析

本文开头的时候讲set实现分为intset跟hashtable,hashtable这块讲解的话可以去回头看一下Redis从入门到放弃系列(二) Hash 本节重点来讲一下intset~当存储元素为整数的时候,redis为了节省空间,采用了intset这种数据结构来做存储,我们知道set结构存储字符串的时候都是无序的,可当采用intset来存储的整数的时候, set是有序的,内部采用了二分法方便快速查询 让我们先来看一下intset内部结构

typedef struct intset {
    uint32_t encoding;
    uint32_t length;
    int8_t contents[];
} intset;

我们发现intset里面其实是由一个变量类型,一个长度表示的,也就是说要计算当前intset占据的字节:encoding * length; redis在使用intset的时候,首先会判断当前插入的value的大小,然后返回不同字节的类型

/* 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;
}

当每次插入的value的值大于当前类型的话,redis会将intset升级为更大的编码

/* 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;
}

前面我们说过,intset是一个有序的,然后查找的时候采用了二分法来查找元素,那么其内部是如何实现的呢?

/* Search for the position of "value". Return 1 when the value was found and
 * sets "pos" to the position of the value within the intset. Return 0 when
 * the value is not present in the intset and sets "pos" to the position
 * where "value" can be inserted. */
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 */
    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. */
        if (value > _intsetGet(is,max)) {
            if (pos) *pos = intrev32ifbe(is->length);
            return 0;
        } else if (value < _intsetGet(is,0)) {
            if (pos) *pos = 0;
            return 0;
        }
    }

    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;
        }
    }

    if (value == cur) {
        if (pos) *pos = mid;
        return 1;
    } else {
        if (pos) *pos = min;
        return 0;
    }
}
/* 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;
}

重点在while操作那一段~我们可以看到,其查找采用了二分法,那么如何让其有序呢?

if (intsetSearch(is,value,&pos)) {
    if (success) *success = 0;
    return is;
}

看到这一段了吧?判断查找的时候,将pos的位置查找了出来,给下面_intsetSet操作做前奏~

应用场景

1.去重~ 2.查看两个人的共同爱好

写在最后

祝大家520快乐~

Redis从入门到放弃系列(四) Set

点赞
收藏
评论区
推荐文章
待兔 待兔
4个月前
手写Java HashMap源码
HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程HashMap的使用教程22
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(二) Hash
Redis从入门到放弃系列(二)Hash本文例子基于:5.0.4Hash是Redis中一种比较常见的数据结构,其实现为hashtable/ziplist,默认创建时为ziplist,当到达一定量级时,redis会将ziplist转化为hashtableRedis从入门到放弃系列(一)String
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(十) Cluster
Redis从入门到放弃系列(十)Cluster本文例子基于:5.0.4RedisCluster集群高可用方案,去中心化,最基本三主多从,主从切换类似Sentinel,关于Sentinel内容可以查看编者另外一篇【Redis从入门到放弃系列(九)Sentinel(https://www.o
Easter79 Easter79
3年前
Twitter的分布式自增ID算法snowflake (Java版)
概述分布式系统中,有一些需要使用全局唯一ID的场景,这种时候为了防止ID冲突可以使用36位的UUID,但是UUID有一些缺点,首先他相对比较长,另外UUID一般是无序的。有些时候我们希望能使用一种简单一些的ID,并且希望ID能够按照时间有序生成。而twitter的snowflake解决了这种需求,最初Twitter把存储系统从MySQL迁移
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(一) String
Redis从入门到放弃系列(一)String本文例子基于:5.0.4字符串是Redis中最常见的数据结构,底层是采用SDS,是可以修改的字符串,类似ArrayList,采用预分配冗余空间的方式来减少内存的频繁分配。首先让我们来看一下该如何在redis里面使用字符串这种类型//将字符
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(九) Sentinel
Redis从入门到放弃系列(九)Sentinel本文例子基于:5.0.4RedisSentinel作为Redis高可用方案,具有监听,通知,自动故障转移等功能.这一切都是依赖主备同步的大前提(参考上一节:Redis从入门到放弃系列(八)主备同步).监听:Sentinel会不断
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(三) List
Redis从入门到放弃系列(三)List本文例子基于:5.0.4List是Redis中一种比较常见的数据结构,其实现为quicklist,quicklist是一个ziplist的双向链表Redis从入门到放弃系列(一)String(https://www.oschina.net/action/
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(七) 过期、内存淘汰策略
Redis从入门到放弃系列(七)过期、内存淘汰策略本文例子基于:5.0.4过期策略Redis对于设置了过期时间的key的过期策略有两种惰性删除定时随机删除惰性删除惰性删除的时机在于当你要获取该key的时候再去做判断.这里我以String类型
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(五) ZSet
Redis从入门到放弃系列(五)ZSet本文例子基于:5.0.4ZSet是Redis中一种比较复杂的数据结构,当存储大小在128之内且member得长度在64以下,其实现为zipList,超过为SkipList忽然发现,到现在第五篇文章,还没有讲到zipList,然而前面例如Hash,List的篇章
Stella981 Stella981
3年前
Redis从入门到放弃系列(八) 主备同步
Redis从入门到放弃系列(八)主备同步本文例子基于:5.0.4在现在不管啥应用都谈分布式的阶段下(真的有必要???),我们的redis都会做一下主备,唔,如果redis存的数据不重要的话,其实也可以不用做\手动狗头\.为了能进一步上分布式,先让我们来了解一下CAP原理吧~Consis