面试题：Redis整数集合升级优势之中等难度

Question

简述Redis整数集合升级的过程，并说明升级后在存储空间和操作效率方面相较于升级前有哪些优势？

Answer 1

Redis整数集合升级过程

1. 触发条件：当向整数集合（intset）中插入新元素，且新元素类型大于现有集合中所有元素类型时，触发升级。例如，集合中现有元素都是int16_t类型，要插入一个int32_t类型元素，就会触发升级。
2. 内存重新分配：根据新元素类型，重新计算整数集合所需的内存大小，并对底层数组进行扩展。例如从int16_t升级到int32_t，数组大小会变为原来的两倍（因为int32_t大小是int16_t的两倍）。
3. 元素重新编码：将原有元素按照新的类型进行重新编码，并复制到新的内存位置。例如原来int16_t类型元素转换为int32_t类型存储。
4. 插入新元素：在完成上述步骤后，将新元素插入到整数集合合适的位置（一般是按序插入）。

升级后优势

1. 存储空间方面：虽然升级时会扩展内存，但整体上更合理利用空间。例如，若集合中多数元素都需要更大类型来存储，升级避免了频繁的小内存块分配与管理，减少了内存碎片。而且从长远看，相比多次因插入大类型元素而不断调整小类型集合，升级后占用内存更可控。
2. 操作效率方面：升级后对集合的一些操作效率提高。因为底层数组元素类型统一且更适合存储当前数据，在遍历、查找等操作时，由于数据对齐和访问方式更优，能减少CPU缓存未命中次数，提高缓存利用率，从而加快操作速度。同时，整数集合的一些维护操作，如插入、删除等，由于内存管理更高效，也会提升效率。