《闲扯Redis九》Redis五种数据类型之Set型

一、前言

Redis 提供了5种数据类型：String（字符串）、Hash（哈希）、List（列表）、Set（集合）、Zset（有序集合），理解每种数据类型的特点对于redis的开发和运维非常重要。

原文解析

Redis 中的 Set 是我们经常使用到的一种数据类型，根据使用方式的不同，可以应用到很多场景中。

二、底层实现

集合对象的编码可以是 intset 或者 hashtable 。

intset 编码的集合对象使用整数集合作为底层实现，集合对象包含的所有元素都被保存在整数集合里面。

举个例子，以下代码将创建一个如图 8-12 所示的 intset 编码集合对象：

redis> SADD numbers 1 3 5
(integer) 3

结构图 8-12：

另一方面， hashtable 编码的集合对象使用字典作为底层实现，字典的每个键都是一个字符串对象，每个字符串对象包含了一个集合元素，而字典的值则全部被设置为 NULL 。

举个例子，以下代码将创建一个如图 8-13 所示的 hashtable 编码集合对象：

redis> SADD fruits "apple" "banana" "cherry"
(integer) 3

结构图 8-13：

三、编码转换

当集合对象可以同时满足以下两个条件时，对象使用 intset 编码：

1.集合对象保存的所有元素都是整数值； 2.集合对象保存的元素数量不超过 512 个；

不能满足这两个条件的集合对象需要使用 hashtable 编码。

注意 : 第二个条件的上限值是可以修改的，具体请看配置文件中关于 set-max-intset-entries 选项的说明。对于使用 intset 编码的集合对象来说，当使用 intset 编码所需的两个条件的任意一个不能被满足时，对象的编码转换操作就会被执行：原本保存在整数集合中的所有元素都会被转移并保存到字典里面，并且对象的编码也会从 intset 变为 hashtable。

举个例子，以下代码创建了一个只包含整数元素的集合对象，该对象的编码为 intset ：

redis> SADD numbers 1 3 5
(integer) 3

redis> OBJECT ENCODING numbers
"intset"

不过，只要我们向这个只包含整数元素的集合对象添加一个字符串元素，集合对象的编码转移操作就会被执行

redis> SADD numbers "seven"
(integer) 1

redis> OBJECT ENCODING numbers
"hashtable"

除此之外，如果我们创建一个包含 512 个整数元素的集合对象，那么对象的编码应该会是 intset ：

redis> EVAL "for i=1, 512 do redis.call('SADD', KEYS[1], i) end" 1 integers
(nil)

redis> SCARD integers
(integer) 512

redis> OBJECT ENCODING integers
"intset"

但是，只要我们再向集合添加一个新的整数元素，使得这个集合的元素数量变成 513 ，那么对象的编码转换操作就会被执行：

redis> SADD integers 10086
(integer) 1

redis> SCARD integers
(integer) 513

redis> OBJECT ENCODING integers
"hashtable"

四、命令实现

因为集合键的值为集合对象，所以用于集合键的所有命令都是针对集合对象来构建的，以下表格列出了其中一部分集合键命令，以及这些命令在不同编码的集合对象下的实现方法。

命令	intset 编码的实现方法	hashtable 编码的实现方法
SADD	调用 intsetAdd 函数，将所有新元素添加到整数集合里面。	调用 dictAdd ，以新元素为键， NULL 为值，将键值对添加到字典里面。
SCARD	调用 intsetLen 函数，返回整数集合所包含的元素数量，这个数量就是集合对象所包含的元素数量。	调用 dictSize 函数，返回字典所包含的键值对数量，这个数量就是集合对象所包含的元素数量。
SISMEMBER	调用 intsetFind 函数，在整数集合中查找给定的元素，如果找到了说明元素存在于集合，没找到则说明元素不存在于集合。	调用 dictFind 函数，在字典的键中查找给定的元素，如果找到了说明元素存在于集合，没找到则说明元素不存在于集合。
SMEMBERS	遍历整个整数集合，使用 intsetGet 函数返回集合元素。	遍历整个字典，使用 dictGetKey 函数返回字典的键作为集合元素。
SRANDMEMBER	调用 intsetRandom 函数，从整数集合中随机返回一个元素。	调用 dictGetRandomKey 函数，从字典中随机返回一个字典键。
SPOP	调用 intsetRandom 函数，从整数集合中随机取出一个元素，在将这个随机元素返回给客户端之后，调用 intsetRemove 函数，将随机元素从整数集合中删除掉。	调用 dictGetRandomKey 函数，从字典中随机取出一个字典键，在将这个随机字典键的值返回给客户端之后，调用dictDelete 函数，从字典中删除随机字典键所对应的键值对。
SREM	调用 intsetRemove 函数，从整数集合中删除所有给定的元素。	调用 dictDelete 函数，从字典中删除所有键为给定元素的键值对。

五、应用场景

1.抽奖

抽奖
    1）用户参与抽奖：SADD order 1001 1002 1003 1004 1005 1006 1007 1008 1009 1010
    2）查看所有参与抽奖的人：SMEMBERS order
    3）重复抽奖每次抽取两人：SMEMBERS order 2
    4）不重复抽奖，三等奖3人，二等奖2人，一等奖1人
        SPOP order 3
        SPOP order 2
        SPOP order 1

2.点赞、收藏、标签

点赞、收藏、标签
    1）点赞的人：SADD like:1 1001 1002 1003 1004 1005
    2）取消点赞：SREM like:1 1002
    3）检查用户是否点赞过：
        SISMEMBER like:1 1002
        SISMEMBER like:1 1005
    4）获取点赞人员列表：SMEMBERS like:1
    5）获取点赞总人数：SCARD like:1

3.关注模型

redis> SADD wangwu zhangsan lisi zhaoliu haoba
    (integer) 4
redis> SADD zhangsan lisi wangwu sijiu
    (integer) 3
redis> SADD lisi zhaoliu zhangsan qinshi
    (integer) 3
redis> SINTER wangwu zhangsan
    1) "lisi"
redis> SISMEMBER zhangsan lisi
    (integer) 1
redis> SISMEMBER lisi zhangsan
    (integer) 1
redis> SISMEMBER zhaoliu zhangsan
    (integer) 0
redis> SISMEMBER haoba zhangsan
    (integer) 0
redis> SDIFF zhangsan wangwu
    1) "sijiu"
    2) "wangwu"
redis> SDIFF lisi wangwu
    1) "qinshi"

六、要点总结

（1）集合对象的编码可以是 intset 或者 hashtable 。

（2）intset 编码的集合对象使用整数集合作为底层实现。

（3）hashtable 编码的集合对象使用字典作为底层实现。

（4）intset 与 hashtable 编码之间，符合条件的情况下，可以转换。

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