Redis 字符串类型实现之SDS

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Redis 字符串类型实现之SDS

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在C语言中，使用以空字符结尾的字符数组来表示字符串，而在Redis中，并没有使用C这种类型，而是使用了sinple dynamic string ，简称SDS类型的字符串来作为Redis常用的数据结构。而将C类型的字符串仅仅用在一些无需对字符串值进行修改的地方。这两种字符串之间有些细微的差别今天在这里简单说说。

如果在redis客户端中执行set test "hello world"这条命令，将会在Redis数据库中创建一个新的键值对。其中：

key 是一个字符串对象，底层是一个内容为"test"的SDS

value 也是一个字符串对象，底层保存一个内容为"hello world"的SDS

到这里，就需要解释SDS的含义了，其实它是一个结构：

struct sdshdr

{

int len; //以使用的字节数量

int free; //未使用的字节数量

char buf[] //字节数组，用于保存字符串

}

假设我们存储一个hello的字符串，则：

len=5， free=0 ， buf的值为[h,e,l,l,o,\n]

从上面的结构中不难看出，在SDS中：

1、遵循以空字符结尾的习惯，这一点和C字符串类似

2、保存空字节的1个字节空间不计算在SDS的len值里面

3、分配空字节的空间、添加空字符到字符串末尾的操作都是由SDS函数自动完成

4、空字符对使用者完全透明

5、可以复用部分C的字符串函数库

和C字符串对比，SDS主要的优势有：

1、获取字符串长度的时候，不需要遍历整个字符串，复杂度为O(1),因为前期已经将字符串的长度写在len这个变量里面了。

2、空间分配策略改进。与C字符串不同，SDS在修改的时候，Redis的API会主动将SDS的大小扩展到执行修改所需要的大小，然后才执行实际的修改操作。而C字符串的修改，可能初选缓冲区溢出。

3、修改字符串的时候，SDS带来的内存重新分配次数比C字符串少。SDS中通过空间预分配和惰性空间释放两种方法，搭配len和free两个变量，来实现对内存分配策略的优化。C字符串中，更改字符串长度，内存就会重新分配，而SDS不需要每次都进行重新分配。

假设对"hello"这个SDS进行了修改，后面补上了"world"，则需要重新对hello进行字节分配，则其长度变为10个字节，则程序会分配10个字节的未使用空间，则buf数组的实际长度将变成10+10+1=21个字节，最终buf中的内容是：[h,e,l,l,o,w,o,r,l,d,\0]