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redis数据结构——SDS

动态字符串SDS

我们都知道Redis中保存的Key是字符串，而value往往是字符串或者字符串的集合。所以字符串是Redis中最常用的一种数据结构。

但是redis在实现字符串的时候并没有采用c语言原生的字符串，最主要是因为c语言中的字符串存在以下问题：

c语言原生字符串存在的问题：

1. 获取字符串长度需要运算

// c语言，声明字符串
// 实际上c语言并没有字符串，所以下面定义的本质是字符数组： {'h', 'e', 'l', 'l', 'o', '\0'}
char* s = "hello"

而数组是连续储存的，所以c语言中在获取某个字符串的长度的时候，实际上就是对数组进行了遍历统计（'\0'代表结束符）

2. 非二进制安全

就像上面所说的，c语言中的字符串默认是以'\0'为结束符的，所以在字符串的前面是不允许出现'\0'的，可是万一出现了呢？

万一出现了，则后面的字符将被舍弃。

3. 不可修改 c语言中所说的字符串本质上是字符数组，在定义之后是属于定长的，所以后面对于增删方面很是不便利。

redis中自己实现的字符串结构——简单动态字符串（SDS）

比如，我们在redis中执行以下命令，redis将在底层创建两个SDS，其中一个是包含“name”的SDS，另一个是包含“21”的SDS。

127.0.0.1:6379> set name dalao
OK

那SDS究竟是什么呢？它如何实现的呢？

下面这个就是SDS的结构体定义：

struct __attribute__ ((__packed__)) sdshdr8 {
    uint8_t len; /* buf中已保存的字符串字节数，不包含结束标示*/
    uint8_t alloc; /* buf申请的总的字节数，不包含结束标示*/
    unsigned char flags; /* 不同SDS的头类型，用来控制SDS的头大小*/
    char buf[];
};

经过以上代码，我们可以发现，SDS本质还是一个“字符串”，不过它在结构体中，多了一些数据的记录，比如，有len的记录，SDS就不再需要像c语言那样通过遍历统计长度了，同时也解决了二进制安全（SDS不承认结束标志）。

举个栗子，大家就能秒懂SDS的结构了：

SDS之所以称为动态字符串，是因为它已经实现了动态扩容！

SDS动态扩容机制,申请空间：

如果新字符串小于1M，则新空间为扩展后字符串长度的两倍+1；

如果新字符串大于1M，则新空间为扩展后字符串长度+1M+1。称为内存预分配。

ps:上述的两种情况中末尾的 + 1 是为了存放'\0'的

所以，假如我们都忽略掉'\0'，只考虑字符串自己的实际空间的话，扩容机制如下：

如果新字符串小于1M，则新空间(alloc)为扩展后字符串长度的两倍；

如果新字符串大于1M，则新空间(alloc)为扩展后字符串长度+1M。称为内存预分配。

举个栗子，比如原有字符串“Hi”,

现在要变成“Hi，Amy”：

字符串有“Hi”变成“Hi，Amy”，长度是由2 变 6，故，len 是由2 变 6 因为alloc 和 len都不记录'\0'的，所以alloc是由2 变 12.