Redis的设计与实现 简单动态字符串SDS

一 SDS的定义

• Redis没有使用C语言传统的字符串表示，他自己构建了一个简单动态字符串的抽象类型，他就是SDS，redis里面C字符串只会用来无需对字符串进行修改的地方，比如打印日志

• 数据结构

    struct sdshdr {
        // 记录buf数组中已使用字节的数量
        // 等于SDS所保存字符串的长度
        int len;
        // 记录buf数组中未使用字节的数量
        int free;
  
        // 字节数组，用于保存字符串
        char buf[]
    }
  

sds遵循空字符串结尾，因为这样可以直接重用C字符串里面的一些函数比如打印 printf("%s",s->buf)

二 SDS与C字符串的区别

1. 常数复杂度获取字符串长度

   记录自身的长度信息，所以每次获取长度都要遍历，而SDS通过len可以直接得到长度信息，节省性能

2. 杜绝缓存区溢出

   C语言的字符串不记录自身的长度信息，所以在执行strcat向一个字符串结尾追加另一个字符串时，如果不先扩容，就会把前面的字符串覆盖掉，造成缓存区溢出

3. 减少修改字符串时带来的内存重分配次数

   C语言的字符串不记录自身的长度信息，增加字符串就要扩容计算，就要重新分配，而SDS通过空间预分配，和惰性空间释放来减少内存重分配

   • 空间预分配

     如果占用空间小于1M，那么就分配和len同样的长度，也就是free空间

   • 惰性空间释放

     当字符串被删除，free空间并不跟着删除，这样下次增加的时候，就可以直接用free的空间

4. 二进制安全

   C字符串必须符合某种编码，但是有些编码对字符串的判断不一样，比如 redis look,中间有一个空格，对与某个编码可能就是要换行，导致问题，但是SDS判断字符串结束是通过len属性，所以不会有问题。