为何编撰这个系列
1.在无数的简历中见过“精通Redis”的技能描述，当问其一些原理性的东西时候都是磕磕绊绊毫无头绪及思路，
大部分面试者停留在使用的阶段，但是如果单纯的使用，不知其原理，
在某些逼死面试者的面试场景中就会真的被逼死~
3.巩固自身姿势~
接下来将直入主题
Redis 数据结构
一、String
可以简单的认为底层实现就是SDS(Simple Dynamic String)。Redis中，默认以SDS作为自己的字符串表示，
只有在一些字符串不可能出现变化的地方使用C字符串。
SDS 与 C字符串 比较
| SDS | C字符串 |
|---|---|
| 获取字符串长度的复杂度为O(1) | 获取字符串长度的复杂度为O(N) |
| API是安全的，不会造成缓冲区溢出 | API是不安全的，可能会造成缓冲区溢出 |
| 修改字符串长度N次最多需要执行N次内存重分配 | 修改字符串长度N次必然需要执行N次内存重分配 |
| 可以保存文本或者二进制数据 | 只能保存文本数据 |
| 可以使用一部分库的函数 | 可以使用所有库中的函数 |
接下来是比较结果的原理介绍
SDS定义如下：
struct sdshdr {
// 用于记录buf数组中使用的字节的数目
// 和SDS存储的字符串的长度相等
int len;
// 用于记录buf数组中没有使用的字节的数目
int free;
// 字节数组，用于储存字符串
char buf[]; //buf的大小等于len+free+1，其中多余的1个字节是用来存储’\0’的。
};
- SDS除了用来保存数据库中的字符串之外，SDS还被用作缓冲区（buffer），如AOF模块中的AOF缓冲区，以及客户端状态中的输入缓冲区
SDS存储示例：
1.获取字符串长度的复杂度
C语言中: 字符串只是简单的字符的数组，当使用strlen获取字符串长度的时候，
内部其实是直接顺序遍历数组的内容，找到对应的’\0’对应的字符，从而计算出字符串的长度。
即O(N)
S D S : 只需要访问SDS的len属性就能得到字符串的长度，复杂度为O(1)。
2.杜绝缓冲区溢出
Redis是C语言编写的，并没有方便的数据类型来进行内存的分配和释放（C++ STL String），
必须手动进行内存分配和释放。
对于字符串的拼接、复制等操作，C语言开发者必须确保目标字符串的空间足够大，不然就会出现溢出的情况。
当使用SDS的API对字符串进行修改的时候，
1. API内部第一步会检测字符串的大小是否满足。
如果空间已经满足要求，那么就像C语言一样操作即可。如果不满足，则拓展buf的空间
2. 之后再进行操作。每次操作之后，len和free的值会做相应的修改。
扩展buf空间策略：
1. 修改之后总长度len<1MB: 总空间为2*len+1;
2. 修改之后总长度len>=1MB: 总空间为len+1MB+1。
换句话说，预分配的空间上限是1MB，尽量为len。
3.减少修改字符串时带来的内存重分配次数
Redis主要通过以下两种策略来处理内存问题。
字符串长度增加操作时，进行空间预分配
字符串长度减少操作时，惰性空间释放
当执行字符串长度缩短的操作的时候，SDS并不直接重新分配多出来的字节，
而是修改len和free的值（len相应减小，free相应增大，buf的空间大小不变化），避免内存重分配。
SDS也提供直接释放未使用空间的API，在需要的时候，也能真正的释放掉多余的空间。
4.二进制安全
C字符串除了末尾之外不能出现空字符，否则会被程序认为是字符串的结尾。
这就使得C字符串只能存储文本数据，而不能保存图像，音频等二进制数据。
使用SDS就不需要依赖控制符，而是用len来指定存储数据的大小，
所有的SDS API都会以处理二进制的方式来处理SDS的buf的数据。
程序不会对buf的数据做任何限制、过滤或假设，数据写入的时候是什么，读取的时候依然不变。
5.兼容部分C字符串函数
SDS的buf的定义（字符串末尾为’\0’)和C字符串完全相同，因此很多的C字符串的操作都是适用于SDS->buf的。
比如当buf里面存的是文本字符串的时候，大多数通过调用C语言的函数就可以。
参考
喵耳朵 redis基本操作-string原理 （原文地址404）
SDS底层结构 segmentfault.com/p/121000000…
使用场景：
1.缓存
string类型为基本简单类型也是最常用的缓存数据类型，字符串单key长度最长为512MB,
通常做法是可以将简单对象序列化后存入。但建议根据业务及业务数据选择最优的数据结构，
不建议所有数据均序列化存入string，当然这样开发很快，但是有一点点low。智者见智。
2.计数器
当string结构中存储的是数字时，可进行incr、decr操作，但是注意：此时string内部存储的便不再是SDS了，同时string方法中setBit及getRange的实现也会有所不同（TODO）
3.共享session
用户重新刷新一次界面，可能需要访问一下数据进行重新登录，或者访问页面缓存Cookie，
但是可以利用Redis将用户的Session集中管理，在这种模式只需要保证Redis的高可用，
每次用户Session的更新和获取都可以快速完成。大大提高效率。（这段是抄的）
相关命令整理：
copy from www.cnblogs.com/DswCnblog/p…
| 命令原型 | 时间复杂度 | 命令描述 |
|---|---|---|
| APPEND | O(1) | 如果该Key已经存在，APPEND命令将参数Value的数据追加到已存在Value的末尾。如果该Key不存在，APPEND命令将会创建一个新的Key/Value。 |
| DECR | O(1) | 将指定Key的Value原子性的递减1。如果该Key不存在，其初始值为0，在decr之后其值为-1。如果Value的值不能转换为整型值，如Hello，该操作将执行失败并返回相应的错误信息。注意：该操作的取值范围是64位有符号整型。 |
