Redisのsrandmemberのバラつきがおかしい

現象

Redisのセット型の関数にsrandmemberがありますが、この関数のバラつき型がおかしい事に気付いたので、備忘録代わりに。

どういう時におかしくなるのか

キーが数値の場合には問題が無い。
キーが文字列に確率がおかしくなる。
キーが文字列でも確率がおかしくならない場合がある。
文字列のときの条件はわからない。(そこまで調べる気もあまりない
キーは数値を使った方がいいよ

再現コード

sample.pl

#!/usr/bin/env perl
use 5.16.2;
use strict;
use warnings;
use utf8;

use Redis::Fast;

my $redis = Redis::Fast->new;

my $elements_count = 5;
my $try_count = 1000;
my $result;

$redis->del("test");
$result = {};

say "### 要素数 $elements_count 数値の場合";
say "|キー名|取得数|確率|";
say "| ---- | ---- | ---- |";
$redis->sadd("test" , $_) for 1..$elements_count;
$result->{$redis->srandmember("test")}++ for 1..$try_count;
for(1..$elements_count){
    say "|" . (join " | " , sprintf("%-4s", $_) , sprintf("%-3s" , $result->{$_}) , (100 * $result->{$_} / $try_count) . "%") . "|";
}

$redis->del("test");
$result = {};

say "";
say "### 要素数 $elements_count 文字列の場合";
say "キー名|取得数|確率";
$redis->sadd("test" , "test$_") for 1..$elements_count;
$result->{$redis->srandmember("test")}++ for 1..$try_count;
for(1..$elements_count){
    say "|" . (join " | " , sprintf("%-8s", "test$_") , sprintf("%-3s" , $result->{"test$_"}) , (100 * $result->{"test$_"} / $try_count) . "%") . "|";
}

結果

要素数5個,試行回数は1000回の時、文字列の場合の取得確率が均等になっていない
要素数10個,試行回数は1000回の時、文字列の取得が均等になっている
要素数20個,試行回数10万回の時、均等になっていない

要素数 5 数値の場合

キー名	取得数	確率
1	195	19.5%
2	209	20.9%
3	209	20.9%
4	195	19.5%
5	192	19.2%

要素数 5 文字列の場合

キー名	取得数	確率
test1	125	12.5%
test2	128	12.8%
test3	249	24.9%
test4	231	23.1%
test5	267	26.7%

要素数 10 数値の場合

キー名	取得数	確率
1	107	10.7%
2	91	9.1%
3	103	10.3%
4	82	8.2%
5	103	10.3%
6	93	9.3%
7	103	10.3%
8	127	12.7%
9	94	9.4%
10	97	9.7%

要素数 10 文字列の場合

キー名	取得数	確率
test1	106	10.6%
test2	103	10.3%
test3	107	10.7%
test4	96	9.6%
test5	89	8.9%
test6	99	9.9%
test7	103	10.3%
test8	78	7.8%
test9	95	9.5%
test10	124	12.4%

要素数 20 数値の場合

キー名	取得数	確率
1	5035	5.035%
2	5051	5.051%
3	5050	5.05%
4	4951	4.951%
5	5148	5.148%
6	5082	5.082%
7	5073	5.073%
8	5022	5.022%
9	4922	4.922%
10	4983	4.983%
11	4870	4.87%
12	4929	4.929%
13	4897	4.897%
14	4924	4.924%
15	4993	4.993%
16	4951	4.951%
17	5056	5.056%
18	5024	5.024%
19	4965	4.965%
20	5074	5.074%

要素数 20 文字列の場合

キー名	取得数	確率
test1	6699	6.699%
test2	6560	6.56%
test3	3384	3.384%
test4	3383	3.383%
test5	6593	6.593%
test6	6684	6.684%
test7	6565	6.565%
test8	3331	3.331%
test9	6644	6.644%
test10	6785	6.785%
test11	2255	2.255%
test12	3359	3.359%
test13	6690	6.69%
test14	6740	6.74%
test15	3380	3.38%
test16	2193	2.193%
test17	6681	6.681%
test18	6640	6.64%
test19	3232	3.232%
test20	2202	2.202%